升壓電路的制作方法

專利名稱：升壓電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及升壓電路。
背景技術：
近年，在非易失性存儲裝置的快閃存儲器中，都要求利用單一電源電 壓和低電源電壓進行數據的讀出/重寫，為了實施各工作，必須要有供給 升壓電壓或負升壓電壓的升壓電路。
在美國專利第5， 422， 586號說明書(專利文獻l)中公開了一種升 壓電路，該升壓電路通過輸入相位互不相同的4個時鐘信號CLK1、CLK2、 CLK3、 CLK4進行升壓工作來產生升壓電壓。但是，為了適當地轉換4 個不同的時鐘，該升壓電路需要充分增大時鐘界限(clock margin),由于 時鐘控制復雜，因此提高時鐘頻率很困難。
在美國專利第4， 214， 174號說明書(專利文獻2)中公開了一種升 壓電路，該升壓電路通過輸入相位互不相同的2個時鐘信號CLK1、 CLK2 進行升壓工作來產生升壓電壓。但是，由于用于傳送電荷的晶體管是二極 管連接型，因此有電荷傳送效率降低的問題。
于是，在用于解決上述問題的正EE—JOURNAL—OF—SOLID — STATE—CIRCUITS—VOL33—N0.4—APRIL—1998 (非專利文獻l)中公開了
一種如下的升壓電路。
圖36示出非專利文獻1中公開的升壓電路的結構.。升壓電路9通過 輸入相位互不相同的2個時鐘信號CLK1、 CLK2進行升壓工作來產生升 壓電壓Vpump。升壓電路9具有升壓單元91、 92、 93、 94、輔助升壓單 元95和逆流防止電路96。向升壓單元91、 93 (第奇數個升壓單元)輸入 時鐘信號CLK1，向升壓單元92、 94 (第偶數個升壓單元)輸入時鐘信號 CLK2，輔助升壓單元95控制最后級的升壓單元94。逆流防止電路96防 止升壓電壓Vpump的逆流。升壓單元91、 92、 93、 94分別包含電荷傳送晶體管901、關斷開關晶 體管902、接通開關晶體管903和升壓電容904。各個升壓單元91、 92、 93、 94中包含的關斷開關晶體管902補償輸入輸出端子N9K N92、 N93、 N94和電荷傳送晶體管901的柵極電位，使電荷傳送晶體管901成為截止 狀態。接通開關晶體管903使電荷傳送晶體管卯1成為導通狀態。升壓電 容904與時鐘信號CLK1 (或者CLK2)同步進行泵激(pumping)。輔助 升壓電容905與時鐘信號CLK1同步進行泵激，使最后級的升壓單元94 的電荷傳送晶體管901成為導通狀態。二極管連接晶體管906向輔助升壓 電容905傳遞比輸入輸出端子N96的電壓低了閾值電壓部分的電壓。輔助 輸入端子N95與輔助升壓電容905的一端連接，同時與二極管連接晶體管 906和最后級的升壓單元94連接。
下面，參照圖37，簡單地說明圖36中示出的升壓電路的工作。首先， 一到時刻Tl，時鐘信號CLK1就成為高電平，輸入輸出端子N92、 N94 和輔助輸入端子N95被升壓。這樣，在升壓單元91、 93中，關斷開關晶 體管902成為導通狀態，電荷傳送晶體管901成為非導通狀態。另一方面， 時鐘信號CLK2成為低電平，通過降壓輸入輸出端子N93、 N96的電壓， 在升壓單元92、94中，接通開關晶體管903就成為導通狀態，電荷傳送 晶體管901成為導通狀態。這樣，在從輸入輸出端子N92向N93傳送電 荷的同時，從輸入輸出端子N94向N96傳送電荷，輸入輸出端子N93、 N96的電壓上升。
接著， 一到時刻T2，時鐘信號CLK2就成為高電平，輸入輸出端子 N93、 N96被升壓。這樣，在升壓單元92、 94中，關斷開關晶體管902成 為導通狀態，電荷傳送晶體管901成為非導通狀態。另一方面，時鐘信號 CLK1成為低電平，通過降壓輸入輸出端子N92、N94和輔助輸入端子N95 的電壓，在升壓單元9K 93中，接通開關晶體管903就成為導通狀態， 電荷傳送晶體管901成為導通狀態。這樣，在從輸入輸出端子N91向N92 傳送電荷的同時，從輸入輸出端子N93向N94傳送電荷，輸入輸出端子 N92、 N94的電壓上升。此外，通過升壓輸入輸出端子N96的電壓，就通 過逆流防止電路96向升壓單元94傳送電荷，升壓電壓Vpump的電壓上 升。接著，在時刻T3中，執行與時刻T1相同的工作。在該升壓電路中，通過在升壓單元91 94中同時進行升壓工作和電
荷傳送工作，就能確保電荷傳送時間長。此外，時鐘信號的控制容易。另
外，通過控制進行電荷傳送工作的電荷傳送晶體管901的柵極電位，能夠 抑制電荷傳送效率的降低。
專利文獻1美國專利第5， 422， 586號說明書
專利文獻2美國專利第4， 214， 174號說明書
非專利文獻1IEEEjOURNAL—OF—SOLID — STATE—CIRCUITS—VOL33一N0.4一APRIL一1998
但是，在非專利文獻l中公開的升壓電路中，在各升壓單元中控制電 荷傳送晶體管為導通狀態時，由于使用下一級的升壓單元的輸出電壓，因 此，在電荷傳送晶體管中，端子間電位差大。例如，在設定電荷傳送晶體 管為非導通狀態的情況下，由于關斷開關晶體管成為導通狀態，因此電荷 傳送晶體管的柵漏極間電位差成為"2 ，Vdd"。因此需要增大電荷傳送晶體 管的耐壓。
另外，非專利文獻l中公幵的升壓電路，能夠比專利文獻2的升壓電 路抑制升壓單元中的電荷傳送效率的降低，但是，由于在與升壓電路的最 后級連接的逆流防止電路中使用著二極管連接的晶體管，因此，仍然有電 荷傳送效率低下的問題。

發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種能夠緩和電荷傳送晶體管的耐壓限 制的升壓電路。
根據本發明的第一局面， 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和第 二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自包含級 聯連接的多個升壓級的多個升壓級列，上述多個升壓級各自具有輸入節點 和輸出節點，響應上述第一和第二時鐘信號的某一方進行升壓工作，上述
多個升壓級之一的第一升壓級包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節 點與上述輸出節點之間；升壓電容， 一端與上述輸出節點連接，并且在另 一端接受對應于該第一升壓級的時鐘信號；以及，連接切換部，將時鐘信 號與該第一升壓級相同的升壓級的輸出節點、和時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節 點中的某一方，與上述電荷傳送晶體管的柵極連接。
在上述升壓電路中，能夠比現有技術減小導通狀態中的電荷傳送晶體 管的柵漏極間電位差和柵源極間電位差，能夠緩和電荷傳送晶體管的耐壓 限制。
根據本發明的另外的局面， 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和 第二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自包含 級聯連接的多個升壓級的多個升壓級列，上述多個升壓級各自具有輸入節 點和輸出節點，響應上述第一和第二時鐘信號的某一方進行升壓工作，上 述多個升壓級之一的第一升壓級包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入 節點與上述輸出節點之間；升壓電容， 一端與上述輸出節點連接，并且在 另一端接受對應于該第一升壓級的時鐘信號；關斷開關晶體管，具有與上
述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與時鐘信號與該第一升壓級相同的 升壓級的輸入節點連接的源極、與時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含
在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節點連接的柵極； 以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、 與時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升 壓級列中的升壓級的輸出節點連接的源極、與時鐘信號與該第一升壓級相 同的升壓級的輸出節點連接的柵極。
在上述升壓電路中，分別在電荷傳送晶體管、關斷開關晶體管和接通 開關晶體管中，能夠比現有技術減小柵漏極間電位差和柵源極間電位差， 能夠進一步緩和晶體管的耐壓限制。
根據本發明的另外的局面， 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和 第二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自包 含級聯連接的多個升壓級的多個升壓級列；以及，模擬比較電路，上述多 個升壓級各自具有輸入節點和輸出節點，響應上述第一和第二時鐘信號的 某一方進行升壓工作，上述多個升壓級之一的第一升壓級包括電荷傳送 晶體管，連接在上述輸入節點與輸出節點之間；升壓電容， 一端與上述輸 出節點連接，并且在另一端接受對應于該第一升壓級的時鐘信號；關斷開 關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與時鐘信號與該第一升壓級相同的升壓級的輸入節點連接的源極、柵極；接通開關晶體 管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與時鐘信號與該第一 升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的 輸出節點連接的源極、柵極，上述模擬比較電路將對應于上述第一時鐘信 號的升壓級的輸出節點中的電壓，與對應于上述第二對鐘信號的升壓級的 輸出節點中的電壓進行比較，根據其比較結果，將這2個升壓級的各自的 輸出節點中的某一方與上述關斷開關晶體管和上述接通開關晶體管的各 自的柵極連接。
在上述升壓電路中，分別在電荷傳送晶體管、關斷開關晶體管和接通 開關晶體管中，能夠比現有技術減小柵漏極間電位差和柵源極間電位差， 能夠進一步緩和晶體管的耐壓限制。此外，能夠降低關斷開關晶體管和接 通開關晶體管的各自的柵極中的充放電電荷量。
根據本發明的另外的局面， 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和 第二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自包含 級聯連接的多個升壓級的多個升壓級列，上述多個升壓級各自具有輸入節 點和輸出節點，響應上述第一和第二時鐘信號的某一方進行升壓工作，上 述多個升壓級之一的第一升壓級包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入 節點與上述輸出節點之間；升壓電容， 一端與上述輸出節點連接，并且在 另一端接受對應于該第一升壓級的時鐘信號；關斷開關晶體管，具有與上 述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與時鐘信號與上述第一升壓級相同 的升壓級的輸入節點連接的源極、與柵極控制節點連接的柵極；接通幵關 晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與時鐘信號與該 第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓 級的輸出節點連接的源極、與上述柵極控制節點連接的柵極；以及，輔助 電荷傳送晶體管，與上述電荷傳送晶體管共同串聯連接在上述輸入節點與 上述輸出節點之間，具有與時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含在不包 含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸出節點連接的柵極，上述電 荷傳送晶體管與上述輔助電荷傳送晶體管的連接點被連接到上述柵極控 制節點。
在上述升壓電路中，分別在電荷傳送晶體管、關斷開關晶體管和接通開關晶體管中，能夠比現有技術減小柵漏極間電位差和柵源極間電位差， 能夠進一步緩和晶體管的耐壓限制。
根據本發明的另外的局面， 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和 第二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自響 應上述第一和第二時鐘信號反復進行升壓工作的多個升壓級列；分別對應 于上述多個升壓級列的多個逆流防止電路；以及，用于輸出上述升壓電壓 的輸出端子，上述多個逆流防止電路各自具有與上述升壓級列連接的輸 入節點；與上述輸出端子連接的輸出節點；以及，響應上述第一和第二時 鐘信號的某一方而被升壓的中間節點，上述多個逆流防止電路之一的第一 逆流防止電路包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與上述輸出節 點之間；升壓電容， 一端與上述中間節點連接，并且在另一端接受對應于 該第一逆流防止電路的時鐘信號；以及，連接切換部，將時鐘信號與該第 一逆流防止電路相同的逆流防止電路的中間節點、時鐘信號與該第一逆流 防止電路不同的逆流防止電路的輸入節點中的某一方，與上述電荷傳送晶 體管的柵極連接。
在上述升壓電路中，能夠比現有技術減小導通狀態中的電荷傳送晶體 管的柵漏極間電位差和柵源極間電位差，能夠緩和電荷傳送晶體管的耐壓 限制。此外，能夠比現有技術提高逆流防止電路中的電荷傳送效率。
根據本發明的另外的局面， 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和 第二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自響 應上述第一和第二時鐘信號反復進行升壓工作的多個升壓級列；分別對應 于上述多個升壓級列的多個逆流防止電路；以及，用于輸出上述升壓電壓 的輸出端子，上述多個逆流防止電路各自具有與上述升壓級列連接的輸 入節點；與上述輸出端子連接的輸出節點；以及，響應上述第一和第二時 鐘信號的某一方而被升壓的中間節點，上述多個逆流防止電路之一的第一 逆流防止電路包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與上述輸出節 點之間；升壓電容， 一端與上述中間節點連接，并且在另一端接受對應于 該第一逆流防止電路的時鐘信號；以及，連接切換部，將時鐘信號與該第 一逆流防止電路相同的逆流防止電路的輸入節點、和時鐘信號與該第一逆 流防止電路不同的逆流防止電路的中間節點中的某一方，與上述電荷傳送晶體管的柵極連接。
在上述升壓電路中，能夠比現有技術緩和電荷傳送晶體管的耐壓限 制。此外，能夠比現有技術提高逆流防止電路中的電荷傳送效率。
根據本發明的另外的局面， 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和 第二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自響 應上述第一和第二時鐘信號反復進行升壓工作的多個升壓級列；分別對應 于上述多個升壓級列的多個逆流防止電路；以及，用于輸出上述升壓電壓 的輸出端子，上述多個逆流防止電路各自具有與上述升壓級列連接的輸 入節點；以及，響應上述第一和第二時鐘信號的某一方而被升壓的中間節 點，上述多個逆流防止電路之一的第一逆流防止電路包括電荷傳送晶體 管，連接在上述輸入節點與上述中間節點之間；升壓電容， 一端與上述中 間節點連接，并且在另一端接受對應于該第一逆流防止龜路的時鐘信號； 連接切換部，將時鐘信號與該第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的輸 入節點、和時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的中間節 點中的某一方，與上述電荷傳送晶體管的柵極連接；以及，輔助電荷傳送 晶體管，與上述電荷傳送晶體管共同串聯連接在上述輸入節點與上述中間
節點之間，具有與時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的 中間節點連接的柵極，上述電荷傳送晶體管與上述輔助電荷傳送晶體管的 連接點被連接到上述輸出端子。
在上述升壓電路中，能夠比現有技術緩和電荷傳送晶體管的耐壓限 制。此外，由于能夠提高電荷傳送晶體管的柵極電壓，因此，能夠提高電 荷傳送晶體管的傳送效率和傳送速度。
發明效果
如上所述，能夠在升壓電路中緩和電荷傳送晶體管的耐壓限制。


圖1是示出本發明的實施方式1涉及的升壓電路的結構的方框圖。 圖2是示出圖1中示出的升壓單元的結構的電路圖。 圖3是示出圖1中示出的前置單元的結構的電路圖。 圖4是示出圖1中示出的逆流防止單元的結構的電路圖。圖5是用于說明圖1中示出的升壓電路的工作的信號波形圖。 圖6是示出本發明的實施方式2中的升壓單元的結構的電路圖。
圖7是示出本發明的實施方式2中的前置單元的結構的電路圖。 圖8是示出本發明的實施方式2中的逆流防止單元的結構的電路圖。 圖9是示出本發明的實施方式3中的升壓單元的結構的電路圖。 圖10是用于說明圖9中示出的升壓單元的工作的信號波形圖。 圖11是示出圖9中示出的升壓單元的變形例的電路圖。 圖12是示出本發明的實施方式4涉及的升壓單元的結構的電路圖。 圖13是示出圖12中示出的升壓單元的變形例的電路圖。 圖14是示出本發明的實施方式5中的升壓單元的結構的電路圖。 圖15是示出本發明的實施方式5中的前置單元的結構的電路圖。 圖16是示出本發明的實施方式5中的逆流防止單元的結構的電路圖。 圖17是用于說明本發明的實施方式5涉及的升壓電路的工作的信號 波形圖。
圖18是示出圖14中示出的升壓單元的變形例的電路圖。
圖19是示出本發明的實施方式6中的升壓單元的結構的電路圖。
圖20是用于說明圖19中示出的升壓單元的工作的信號波形圖。
圖21是示出圖19中示出的升壓單元的變形例的電路圖。
圖22是示出本發明的實施方式7中的升壓單元的結構的電路圖。
圖23是示出圖22中示出的升壓單元的變形例的電路圖。
圖24是示出逆流防止單元的變形例1的電路圖。
圖25是示出逆流防止單元的變形例2的電路圖。
圖26是示出逆流防止單元的變形例3的電路圖。
圖27是示出逆流防止單元的變形例4的電路圖。
圖28是示出逆流防止單元的變形例5的電路圖。
圖29是示出逆流防止單元的變形例6的電路圖。
圖30是示出逆流防止單元的變形例7的電路圖。
圖31是示出產生負電壓的升壓電壓的升壓電路的結構的方框圖。
圖32是示出圖31中示出的升壓單元的結構的電路圖。
圖33是示出圖31中示出的前置單元的結構的電路圖。圖34是示出圖31中示出的逆流防止單元的結構的電路圖。
圖35是用于說明圖31中示出的升壓電路的工作的信號波形圖。
圖36是示出現有的升壓電路的結構的電路圖。
圖37是用于說明圖36中示出的升壓電路的工作的信號波形圖。
附圖標記的說明 1升壓電路
11、 21、 51前置單元
12、 13、 22、 32、 32a、 42、 42a、 52、 52a、 53、 62、 62a、 72、 72a 升
壓單元
14、 24、 54、 54a、 54b、 54c、 54d、 54e、 54f、 54g 逆流防止單元
llm、 lln前置級
12m、 12n、 13m、 13n 升壓級
14m、 14n逆流防止電路
101、 501 電荷傳送晶體管
102、 502關斷開關晶體管
103、 503導通開關晶體管 104 升壓電容
N105 輸入節點
N106輸出節點
111 二極管連接晶體管
N107 中間節點
301、 601 模擬比較電路
301a、 301b、 601a、 601b 晶體管
301c、 601c柵極控制節點
401、 701輔助電荷傳送晶體管
402、 702柵極控制節點
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施方式。再有，在圖中相同或相當的部分中標記相同符號，不反復其說明。 (實施方式1)
圖1示出本發明的實施方式1涉及的升壓電路的結構。該升壓電路1
響應時鐘信號CLK1、 CLK2進行升壓工作，產生升壓電壓Vpump，具有 前置級llm、 lln、升壓級12m、 12n、 13m、 13n和逆流防止電路14m、 14n。
時鐘信號CLK1、 CLK2相互互補地轉變。在此，在時鐘信號CLK1、 CLK2的某一方從低電平(Vss)向高電平(Vdd)轉變后，另一方從高電 平向低電平轉變。
前置級llm、升壓級12m、 13m級聯連接，構成第一升壓級列。前置 級lln、升壓級12n、 13n級聯連接，構成第二升壓級列。逆流防止電路 14m與第一升壓級列中包含的最后級的升壓級13m連接，逆流防止電路 14n與第二升壓級列中包含的最后級的升壓級13n連接。再有，升壓電路 1也可以具有3個以上的升壓級列。
在第一升壓級列中，第奇數個升壓級(前置級llm、升壓級13m)響 應時鐘信號CLK1進行工作，第偶數個升壓級(升壓級12m)響應時鐘信 號CLK2進行工作。另一方面，在第二升壓級列中，第奇數個升壓級(前 置級lln、升壓級13n)響應時鐘信號CLK2進行工作，第偶數個升壓級 (升壓級12n)響應時鐘信號CLK1進行工作。
再有，前置級llm、 lln、升壓級12m、 12n、升壓級13m、 13n和逆 流防止電路14m、 14n分別相互對應，構成前置單元11、升壓單元12、升 壓單元13和逆流防止單元14。
圖2示出圖1中示出的升壓單元12的結構。升壓級12m、 12n分別包 含電荷傳送晶體管101、關斷開關晶體管102、接通開關晶體管103和升 壓電容104。在此，電荷傳送晶體管101和關斷開關晶體管102是P型晶 體管，接通開關晶體管103是N型晶體管。再有，升壓單元13的結構與 升壓單元12的結構相同，故在此省略說明。
電荷傳送晶體管101連接在輸入節點N105與輸出節點N106之間， 從輸入節點N105向輸出節點N106傳送電荷。關斷開關晶體管102補償輸出節點N106中的電壓和電荷傳送晶體管101的柵極電壓，使電荷傳送 晶體管101成為截止狀態。接通開關晶體管103向電荷傳送晶體管101的 柵極供給另一個升壓級的輸入節點N105中的電壓，使電荷傳送晶體管101 成為導通狀態。升壓電容104的一端與輸出節點N106連接，向升壓電容 104的另一端供給對應于包含該升壓電容104的升壓級的時鐘信號(CLK1 或CLK2)。
圖3示出圖1中示出的前置單元11的結構'。前置級llm、 lln的各個 輸入節點N105、 N105與接受電源電壓VDD的輸入端子Tin連接。在前 置級llm、 lln中，各自向接通開關晶體管103的源極供給時鐘信號CLK1 或CLK2。其他結構與圖2的升壓單元12相同。
圖4示出圖1中示出的逆流防止單元14的結構。逆流防止電路14m、 14n各自除了圖2中示出的電荷傳送晶體管101、關斷開關晶體管102、接 通開關晶體管103和升壓電容104以外，還具有二極管連接晶體管111。 此外，升壓電容104的一端和關斷開關晶體管102的源極不是與輸出節點 N106，而是與中間節點N107連接。二極管連接晶體管lll連接在輸入節 點N105與中間節點N107之間，單方向地向中間節點N107供給輸入節點 N105的電壓。通過升壓電容104與時鐘信號CLK1 (或者CLK2)同步進 行泵激，關斷開關晶體管102和接通開關晶體管103就導通或者截止。逆 流防止電路14m、 14n的各自的輸出節點N106、 N106與用于輸出升壓電 壓Vpump的輸出端子Tout連接，其他結構與圖2的升壓單元12相同。
下面，參照圖5，關于圖1中示出的升壓電路涉及的工作進行說明。 再有，關于使時鐘信號CLK1、 CLK2分別在電源電位Vdd和接地電位Vss 之間變動，在升壓電路的輸出端子Tout中不存在電流負荷，并且沒有電壓 極限的情況進行說明。此外，圖中"VVl"、 "VV2"、 "VV3"、 "VV4，，如下。
(Wl) 二Vdd+a Vdd
(VV2) =Vdd+2a Vdd
(VV3) =Vdd+3a'Vdd(VV4) 二Vdd+4a Vdd—Vt 其中，"a"是有效升壓時鐘電壓，Wl。此外，"Vt"是晶體管的閾值電壓。
一到時刻Tl，時鐘信號CLK1就從低電平向高電平轉變。這樣，電 壓Vllm、 V12n、 V13m、 V14n就上升。這樣，電壓Vllm V14m、 Vlln V14n就如下。
(Vllm) = (Vlln) =Vdd+a*Vdd (V12m) = (V12n) =Vdd+2a Vdd (V13m) = (V13n) =Vdd + 3a Vdd (V14m) = (V14n) =Vdd+4a Vdd—Vt 在前置級llm、 lln、升壓級12m、 12n、 13m、 13n和逆流防止電路 14m、 14n中，由于各自的接通開關晶體管103的柵極和源極同電位，因 此接通開關晶體管103變為非導通狀態。
此外，在前置級llm、 lln、升壓級12m、 12n、 13m、 13n中，各自 的關斷開關晶體管102的柵源極間電位差(柵極與源極的電位差)等于 "a'Vdd"，關斷開關晶體管102成為導通狀態。同樣地，逆流防止電路 14m、 14n中，各自的關斷開關晶體管102的柵源極間電位差等于"a Vdd 一Vt"，關斷開關晶體管102成為導通狀態。
這樣地，在前置級llm、 lln、升壓級12m、 12n、 13m、 13n和逆流 防止電路14m、 14n中，各自的電荷傳送晶體管101就被設定為非導通狀 態。這樣，在時鐘信號CLK1、 CLK2的轉變時，能夠防止前置單元ll、 升壓單元12、 13和逆流防止單元14各自中的電荷的逆流。
一到時刻T2，時鐘信號CLK2就從高電平向低電平轉變。這樣，電 壓Vlln、 V12m、 V13n、 V14m就下降。另一方面，電壓Vllm、 V12n、 V13m、 V14n不變化。這樣，電壓Vllm V14m、 Vlln V14n就如下。 (Vllm) =Vdd+a*Vdd (Vlln) 二Vdd
(V12m) =Vdd+a Vdd (V12n) =Vdd+2a Vdd
(V13m) =Vdd+3a Vdd (V13n) =Vdd+2a Vdd
(V14m) =Vdd+3a*Vdd (V14n) =Vdd+4a Vdd—Vt
在前置級lln、升壓級12m、 13n中，各自的關斷開關晶體管102的柵源極間電位差變為"O"，關斷開關晶體管102成為非導通狀態。此外，接通開關晶體管103的柵源極間電位差成為"a'Vdd"，接通開關晶體管 103成為導通狀態。這樣，電荷傳送晶體管101就成為導通狀態。另一方面，在前置級llm、升壓級12n、 13m中，在各自的關斷開關 晶體管102成為導通狀態的同時，接通開關晶體管103成為非導通狀態。 這樣，電荷傳送晶體管101就成為非導通狀態。此外，在逆流防止電路14m中，關斷開關晶體管102的柵極與源極的 電位差變為"0"，關斷開關晶體管102成為非導通狀態。此外，接通開關 晶體管103的柵源極間電位差成為"a Vdd"，接通開關晶體管103成為導 通狀態。這樣，電荷傳送晶體管101就成為導通狀態。另一方面，在逆流防止電路14n中，在關斷開關晶體管102成為導通 狀態的同時，接通開關晶體管103成為非導通狀態。這樣，電荷傳送晶體 管101就成為非導通狀態。這樣地，在前置級lln、升壓級12m、 13n和逆流防止電路14m中分 別進行電荷的傳送，電壓Vlln、 V12m、 V13n、升壓電壓Vpump上升。 此外，在前置級llm、升壓級12n、 13m和逆流防止電路14n中，分別能 夠防止電荷的逆流。一到時刻T3，時鐘信號CLK2就從低電平向高電平轉變。這樣，電 壓Vlln、 V12m、 V13n、 V14m就上升。另一方面，電壓Vllm、 V12n、 V13m、 V14n不變化。這樣，電壓Vllm V14m、 Vlln V14n就如下。 (Vllm) = (Vlln) =Vdd+a*Vdd (V12m) = (V12n) =Vdd+2a Vdd (V13m) = (V13n) =Vdd+3a Vdd (V14m) = (V14n) =Vdd+4a Vdd—Vt在前置級llm、 lln、升壓級12m、 12n、 13m、 13n和逆流防止電路 14m、 14n中分別執行與時刻Tl相同的處理。一到時刻T4，時鐘信號CLK1就從高電平向低電平轉變。這樣，電 壓Vllm、 V12n、 V13m、 V14n就下降。另一方面，電壓Vlln、 V12m、 V13n、 V14m不變化。這樣，電壓Vllm V14m、 Vlln V14n就如下。 (Vllm) =Vdd (Vlln) =Vdd+a Vdd(V12m) =Vdd+2a*Vdd (V12n) =Vdd+a Vdd
(V13m) =Vdd+2a Vdd (V13n) =Vdd+3a Vdd
(V14m) =Vdd+4a Vdd—Vt (V14n) 二Vdd+3a Vdd
在前置級llm、升壓級12n、 13m和逆流防止電路14n中，各自的接 通開關晶體管103成為導通狀態，電荷傳送晶體管101成為導通狀態。另 一方面，在前置級lln、升壓級12m、 13n和逆流防止電路14m中，各自 的關斷開關晶體管102成為導通狀態，電荷傳送晶體管101成為非導通狀 態。
這樣地，在前置級llm、升壓級12n、 13m和逆流防止電路14n中分 別進行電荷的傳送，電壓Vllm、 V12n、 V13m、升壓電壓Vpump上升。 此外，在前置級lln、升壓級12m、 13n和逆流防止電路14m中，分別能 夠防止電荷的逆流。
在時刻T5、 T6中執行與時刻Tl、 T2相同的工作。這樣地反復進行 升壓工作。
根據本實施方式，能夠將導通狀態下的電荷傳送晶體管101的柵漏極 間電位差和柵源極間電位差設定在"Vdd"以下。與現有技術相比，能夠緩 和電荷傳送晶體管的耐壓限制。此外，與現有技術相比，能夠提高逆流防 止單元14中的電荷傳送效率。
此外，通過使用P型晶體管作為電荷傳送晶體管101，能夠在雙阱工 藝中削減電荷傳送晶體管101的襯底偏壓效應。另外，能夠減小電荷傳送 晶體管101的柵極與襯底間的電位差。
另外，由于與N型晶體管(在此是接通開關晶體管103)連接電壓低 于輸出節點N106的輸入節點N105,因此，能夠減小N型晶體管的柵極 與襯底間的電位差。
再有，關斷開關晶體管102的源極也可以與時鐘信號與和包含該關斷 開關晶體管102的升壓級相同并且與該升壓級同一級或者位于后級的升壓 級的輸出節點N106連接。
此外，接通開關晶體管103的源極也可以與時鐘信號與包含該接通開 關晶體管103的升壓級不同并且與包含該接通開關晶體管103的升壓級同 一級或者位于前級的升壓級的輸入節點N105連接。此外，關斷開關晶體管102和接通開關晶體管103的各自的源極也可以與時鐘信號與包含這些關斷開關晶體管102、 103的升壓級相同并且與 包含這些關斷開關晶體管102、 103的升壓級同一級或者位于前級的升壓 級的輸入節點N105連接。 (實施方式2)圖6、圖7、圖8分別示出本發明的實施方式2中的升壓單元、前置 單元、逆流防止單元的結構。 [升壓單元]圖6中示出的升壓單元22包含升壓級22m、 22n。在升壓級22m、 22n 中，各自的關斷開關晶體管102的柵極不是與該升壓級的輸入節點N105， 而是與另一個升壓級的輸出節點N106連接。其他結構與圖2中示出的升 壓單元12相同。在此，在電壓Vllm、Vlln、V12m、V12n分別是"Vdd+a 'Vdd"、"Vdd"、 "Vdd+a Vdd"、 "Vdd+2a Vdd"的情況下(即，是圖5的時刻T2的情 況)，在圖2中示出的升壓級12n中，關斷開關晶體管102的柵源極間電 位差成為"2a Vdd"。另一方面，在圖6中示出的升壓級22n中，關斷開 關晶體管102的柵源極間電位差成為"a Vdd"。同樣地，在電壓Vllm、 Vlln、 V12m、 V12n分別是"Vdd"、 "Vdd十 a.Vdd"、 "Vdd+2a Vdd"、 "Vdd+a Vdd"的情況(即，是圖5的時刻 T2的情況)下，在圖6中示出的升壓級22m中，關斷開關晶體管102的 柵源極間電位差成為"a Vdd"。[前置單元]圖7中示出的前置單元21包含前置級21m、 21n。在前置級21m、 21n 中，各自的關斷開關晶體管102的柵極不是與輸入端子Tin，而是與另一 個前置級的輸出節點N106連接。其他結構與圖3中示出的前置單元11相 同。[逆流防止單元]圖8中示出的逆流防止單元24包含逆流防止電路24m、 24n。在逆流 防止電路24m、 24n中，各自的關斷開關晶體管102的柵極不是與該逆流 防止電路的輸入節點N105，而是與另一個逆流防止電路的中間節點N107連接。其他結構與圖4中示出的逆流防止單元14相同。通過如上所述地構成升壓單元、前置單元和逆流防止單元，在電荷傳送晶體管101、關斷開關晶體管102和接通開關晶體管103中，能夠將柵 漏極間電位差(柵極與漏極的電位差)和柵源極間電位差設定在"(x，Vdd"以下。這樣，能夠進一步緩和晶體管的耐壓限制。再有，關斷開關晶體管102的柵極也可以與時鐘信號與包含該關斷開 關晶體管102的升壓級不同并且與包含該關斷開關晶體管102的升壓級同 一級或者位于后級的升壓級的輸出節點N106連接。 (實施方式3)圖9示出本發明的實施方式3中的升壓單元的結構。圖9中示出的升 壓單元32具有升壓級32m、 32n和模擬比較電路301。模擬比較電路301 與升壓級32m、 32n相對應，包含晶體管301a、 301b。在升壓級32m、 32n 中，各個關斷開關晶體管102和接通開關晶體管103的各自的柵極與柵極 控制節點301c連接。模擬比較電路301將升壓級32m、 32n的各自的輸入 節點N105、 N105中的電壓高的一方輸入節點與柵極控制節點301c連接。 其他結構與圖2中示出的升壓單元12相同。[工作]下面，參照圖10，關于圖9中示出的升壓單元32涉及的工作進行說明。在電壓Vllm、 Vlln、 V12m、 V12n分別是"Vdd+a Vdd"、 "Vdd"、 "Vdd+a.Vdd"、 "Vdd+2a.Vdd"的情況下(例如，從時刻T2到時刻T3 的期間)，在模擬比較電路301中，晶體管301a成為導通狀態，升壓級32m 的輸入節點N105與柵極控制節點301c連接。此外，在升壓級32m中， 接通開關晶體管103成為導通狀態，電荷傳送晶體管101成為導通狀態。 另一方面，在升壓級32n中，關斷幵關晶體管102成為導通狀態，電荷傳 送晶體管101成為非導通狀態。 .反之，在電壓Vllm、Vlln、V12m、V12n分別是"Vdd"、"Vdd+a 'Vdd"、 "Vdd+2a.Vdd"、 "Vdd+a'Vdd"的情況下(例如，從日寸亥'J T4至U日寸亥iJ T5 的期間)，在模擬比較電路301中，晶體管301b成為導通狀態，升壓級32n 的輸入節點N105與柵極控制節點301c連接。此外，在升壓級32m中，關斷開關晶體管102成為導通狀態，電荷傳送晶體管101成為非導通狀態。
另一方面，在升壓級32n中，接通開關晶體管103成為導通狀態，電荷傳 送晶體管101成為導通狀態。
此外，在電壓Vllm、 Vlln都是"Vdd+a Vdd"，電壓V12m、 V12n 都是"Vdd+2a'Vdd"的情況下(例如，從時刻T1到T2的期間)，在模擬 比較電路301中，晶體管301a、 301b都成為非導通狀態。這樣，柵極控 制節點301c中的電壓V301c就維持在"Vdd+a Vdd"。此外，在升壓級 32m、 32n中，各自的關斷開關晶體管102成為導通狀態，電荷傳送晶體 管101成為非導通狀態。
如上所述，柵極控制節點301c中的電壓V301c總是維持在"Vdd十 a'Vdd"。這樣，在電荷傳送晶體管101、關斷開關晶體管102和接通開 關晶體管103中，能夠總是將柵漏極間電位差和柵源極間電位差設定在 "a'Vdd，，以下。例如，在電壓Vllm、 Vlln、 V12m、 V12n分別是"Vdd + a'Vdd"、 "Vdd"、 "Vdd+a Vdd"、 "Vdd+2a Vdd"的情況下，在圖2 中示出的升壓級12n中，關斷開關晶體管102的柵源極間電位差成為 "2a .Vdd"，但在圖9中示出的升壓級32n中，可以使關斷開關晶體管102 的柵源極間電位差為"a 'Vdd"。這樣地就能夠進一步緩和晶體管的耐壓限 制。
此外，能夠降低關斷開關晶體管102和接通開關晶體管103的各自的 柵極中的充放電電荷量。
再有，模擬比較電路301也可以與對應于時鐘信號CLK1的升壓級和 對應于時鐘信號CLK2并且與該升壓級位于同一級上的升壓級相對應。 (實施方式3的變形例)
此外，如圖11所示，也可以構成為模擬比較電路301將升壓級32m 的輸出節點N106中的電壓與升壓級32n的輸出節點N106中的電壓進行 比較，根據其比較結果，選擇升壓級32m、 32n的各自的輸出節點N106、 N106的某一個。在圖11中示出的升壓單元32a中，模擬比較電路301將 升壓級32m、 32n的各自的輸出節點N106、 N106中的電壓低的一方輸出 節點與柵極控制節點301c連接。
在這樣構成的結構中，在電荷傳送晶體管101、關斷開關晶體管102和接通開關晶體管103中，也能夠將各自的柵漏極間電位差和柵源極間電 位差總是設定在"(X Vdd"以下。 (實施方式4)圖12示出本發明的實施方式4中的升壓單元的結構。在圖12中示出 的升壓單元42中，升壓級42m、 42n各自除了圖2中示出的電荷傳送晶體 管101、關斷開關晶體管102、接通開關晶體管103和升壓電容104以外， 還包含輔助電荷傳送晶體管401。輔助電荷傳送晶體管401是與電荷傳送 晶體管101同極性的晶體管，與電荷傳送晶體管101共同串聯連接在輸入 節點N105與輸出節點N106之間。電荷傳送晶體管101與輔助電荷傳送 晶體管401的連接點與柵極控制節點402連接。此外，在升壓級42m、 42n 中，各個關斷開關晶體管102和接通幵關晶體管103的各自的柵極與柵極 控制節點402連接。再有，在升壓級42m、 42n中，為了削減面積，各自的電荷傳送晶體 管101的阱與輔助電荷傳送晶體管401的阱連接。[工作]下面，關于圖12中示出的升壓單元42涉及的工作進行說明。 在電壓Vllm、 Vlln、 V12m、 V12n分別是"Vdd+a Vdd"、 "Vdd"、 "Vdd+a.Vdd"、 "Vdd+2a Vdd"的情況下，在升壓級42m中，輔助電 荷傳送晶體管401成為導通狀態，另一方面，在升壓級42n中，輔助電荷 傳送晶體管401成為非導通狀態，這樣，柵極控制節點402中的電壓就成 為"Vdd+a Vdd"。此外，在升壓級32m中，接通開關晶體管103成為導 通狀態，電荷傳送晶體管101成為導通狀態。另一方面，在升壓級32n中， 關斷開關晶體管102成為導通狀態，電荷傳送晶體管101成為非導通狀態。 反之，在電壓Vllm、Vlln、V12m、V12n分別是"Vdd"、"Vdd+a 'Vdd"、 "Vdd+2a Vdd"、 "Vdd+a Vdd"的情況下，在升壓級42m中，輔助電 荷傳送晶體管401成為非導通狀態，另一方面，在升壓級42n中，輔助電 荷傳送晶體管401成為導通狀態。這樣，柵極控制節點402中的電壓就成 為"Vdd+a.Vdd"。此外，在升壓級32m中，關斷開關晶體管102成為導 通狀態，電荷傳送晶體管101成為非導通狀態。另一方面，在升壓級32n 中，接通開關晶體管103成為導通狀態，電荷傳送晶體管101成為導通狀態。
此外，在電壓Vllm、 Vlln都是"Vdd+a Vdd"，電壓V12m、 V12n 都是"Vdd+2ofVdd"的情況下，在升壓級42m、 42n中，輔助電荷傳送晶 體管401都成為非導通狀態。這樣，柵極控制節點402中的電壓就仍維持 "Vdd+a'Vdd"。此外，在升壓級32m、 32n中，各自的關斷開關晶體管 102成為導通狀態，電荷傳送晶體管101成為非導通狀態。
如上所述，柵極控制節點402中的電壓總是維持在"Vdd+a Vdd"。 這樣，在電荷傳送晶體管101、關斷開關晶體管102和接通開關晶體管103 中，能夠總是將柵漏極間電位差和柵源極間電位差設定在"cx Vdd"以下， 能夠進一步緩和晶體管的耐壓限制。
再有，輔助電荷傳送晶體管401的柵極也可以與時鐘信號與包含該輔 助電荷傳送晶體管401的升壓級不同并且與包含該輔助電荷傳送晶體管 401的升壓級同一級或者位于后級的升壓級的輸入節點N105連接。 (實施方式4的變形例)
此外，如圖13中示出的升壓單元42a這樣地，也可以并用圖12中示 出的輔助電荷傳送晶體管401和圖9中示出的模擬比較電路301。通過這 樣地構成，在電荷傳送晶體管101、關斷開關晶體管102、接通開關晶體 管103和輔助電荷傳送晶體管401中，不僅能夠將各自的柵漏極間電位差 和柵源極間電位差設定在"a Vdd"以下，而且能夠降低電荷傳送晶體管 101和輔助電荷傳送晶體管401的各自的擴散電容中的充放電電荷量。 (實施方式5)
圖14、圖15、圖16分別示出本發明的實施方式5中的升壓單元、前 置單元、逆流防止單元的結構。 [升壓單元]
圖14中示出的升壓單元52、 53分別包含升壓級52m、 52n和升壓級 53m、 53n。升壓級52m、 52n和升壓級53m、 53n分別包含電荷傳送晶體 管501、關斷開關晶體管502、接通開關晶體管503和升壓電容104。在此， 電荷傳送晶體管501和關斷開關晶體管502是N型晶體管，接通開關晶體 管503是P型晶體管。
電荷傳送晶體管501連接在輸入節點N105與輸出節點N106之間，從輸入節點N105向輸出節點N106傳送電荷。關斷開關晶體管502補償 輸入節點N105中的電壓和電荷傳送晶體管501的柵極電壓，使電荷傳送 晶體管501成為截止狀態。接通開關晶體管503向電荷傳送晶體管501的 柵極供給另一個升壓級的輸出節點N106中的電壓，使電荷傳送晶體管501 成為導通狀態。 [前置單元]圖15中示出的前置單元51包含前置級51m、 51n。在前置級51m、 5ln中，輸入節點N105和關斷開關晶體管502的柵極與輸入端子Tin連接， 向關斷開關晶體管502的源極供給時鐘信號CLK1或CLK2。其他結構與 圖14中示出的升壓單元52相同。[逆流防止單元]圖16中示出的逆流防止單元54包含逆流防止電路54m、 54n。逆流 防止電路54m、 54n各自除了圖14中示出的電荷傳送晶體管501 、關斷開 關晶體管502、接通開關晶體管503和升壓電容104以外，還具有二極管 連接晶體管511。此外，升壓電容104的一端和接通開關晶體管503的源 極不是與輸出節點N106，而是與中間節點N107連接。二極管連接晶體管 511連接在輸入節點N105與中間節點N107之間，單方向地向中間節點 N107和接通開關晶體管103的柵極供給輸入節點N105的電壓。通過升壓 電容104與時鐘信號CLK1 (或者CLK2)同步進行泵激，關斷開關晶體 管502和接通開關晶體管503就導通或者截止。逆流防止電路54m、 54n 的各個輸出節點N106、 N106與輸出端子Tout連接，其他結構與圖14中 示出的升壓單元52相同。[工作]下面，參照圖17，關于實施方式5涉及的升壓電路的工作進行說明。 再有，在此，在時鐘信號CLK1、 CLK2的某一方從高電平(Vdd)向低電 平(Vss)轉變之后，另一方從低電平向高電平轉變。一到時刻T1，時鐘信號CLK2就從高電平向低電平轉變。這樣，電 壓V51n、 V52m、 V53n、 V54m就下降。這樣，電壓V51m V54m、 V51n V54n就如下。(V51m) = (V51n) 二Vdd(V52m) = (V52n) =Vdd+a Vdd (V53m) 二 (V53n) =Vdd+2a Vdd (V54m) = (V54n) =Vdd+3a Vdd 在前置級51m、 51n、升壓級52m、 52n、 53m、 53n和逆流防止電路 54m、 54n中，由于各自的關斷開關晶體管502的柵極和源極同電位，因 此關斷開關晶體管102成為非導通狀態。此外，由于接通開關晶體管503 的柵極和源極成為同電位，因此，接通開關晶體管503也成為非導通狀態。 這樣，在時鐘信號CLK1、 CLK2的轉變時，能夠防止前置單元51、升壓 單元52、 53和逆流防止單元54各自中的電荷的逆流。
—到時刻T2，時鐘信號CLK1就從髙電平向低電平轉變。這樣，電 壓V51m、 V52n、 V53m、 V54n就上升。另一方面，電壓V51n、 V52m、 V53n、 V54m不變化。這樣，電壓V51m V54m、 V51n V54n就如下。 (V51m) =Vdd+a*Vdd (V51n) =Vdd
(V52m) =Vdd+a*Vdd (V52n) 二Vdd+2a Vdd
(V53m) 二Vdd+3a'德 (V53n) 二Vdd+2a Vdd
(V54m) =Vdd+3a Vdd (V54n) =Vdd+4a Vdd—Vt
在前置級51m中，關斷開關晶體管502的柵源極間電位差成為"Vdd"， 關斷開關晶體管502成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為非導通狀態。 另一方面，在前置級51n中，由于接通開關晶體管503的柵源極間電位差 成為"a.Vdd"，因此接通開關晶體管503成為導通狀態，電荷傳送晶體管 501就成為導通狀態。
此外，在升壓級52n、 53m中，由于各自的關斷幵關晶體管502的柵 源極間電位差等于"a'Vdd"，因此，關斷幵關晶體管502成為導通狀態， 電荷傳送晶體管501成為非導通狀態。另一方面，在升壓級52m、 53n中， 由于各自的接通幵關晶體管503的柵源極間電位差為"ct'Vdd"，因此，接 通開關晶體管503成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為導通狀態。
此外，在逆流防止電路54n中，由于關斷開關晶體管502的柵源極間 電位差成為"a、Vdd"，因此，關斷開關晶體管502成為導通狀態，電荷傳 送晶體管501成為非導通狀態。另一方面，在逆流防止電路54m中，接通 開關晶體管503的柵源極間電位差成為"a'Vdd—Vt"，因此，接通開關晶體管503成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為導通狀態。這樣地，在前置級51n、升壓級52m、 53n和逆流防止電路54m中各 自進行電荷的傳送，電壓V51n、 V52m、 V53n、升壓電壓Vpump上升。 此外，在前置級51m、升壓級52n、 53n和逆流防止單元54n中能夠防止 電荷的逆流。一到時刻T3，時鐘信號CLK1就從高電平向低電平轉變。這樣，電 壓V51m、 V52n、 V53m、 V54n就下降。另一方面，電壓V51n、 V52m、 V53n、 V54m不變化。這樣，電壓V51m V54m、 V51n V54n就如下。 (V51m) = (V51n) 二Vdd (V52m) = (V52n) =Vdd+a Vdd (V53m) = (V53n) 二Vdd+2a Vdd (V54m) 二 (V54n) =Vdd+3a Vdd 在前置級51m、 51n、升壓級52m、 52n、 53m、 53n和逆流防止電路 54m、 54n中分別執行與時刻Tl相同的處理。一到時刻T4，時鐘信號CLK2就從低電平向高電平轉變。這樣，電 壓V51n、 V52m、 V53n、 V54m就上升。另一方面，電壓V51m、 V52n、 V53m、 V54n不變化。這樣，電壓V51m V54m、 V51n V54n就如下。 (V51m) 二Vdd (V51n) 二Vdd+a Vdd(V52m) =Vdd+2a Vdd (V52n) 二Vdd + a Vdd(V53m) =Vdd+2a'Vdd (V53n) =Vdd+3a Vdd(V54m) =Vdd+4a Vdd—Vt (V54n) =Vdd+3a Vdd在前置級51n、升壓級52m、 53n和逆流防止電路54m中，關斷開關 晶體管502成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為非導通狀態。另一方 面，在前置級51m、升壓級52n、 53m和逆流防止電路54n中，接通開關 晶體管503成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為導通狀態。這樣地，在前置級51m、升壓級52n、 53m和逆流防止電路54n中分 別進行電荷的傳送，電壓V51m、 V52n、 V53m、升壓電壓Vpump上升。 在時刻T5、 T6中執行與時刻Tl、 T2相同的工作。這樣地反復進行 升壓工作。如上所述，在電荷傳送晶體管501、關斷開關晶體管502和接通開關晶體管503中，能夠將各自的柵源極間電位差和柵漏極間電位差設定在 "(X'Vdd"以下。這樣，與現有技術相比，能夠緩和電荷傳送晶體管的耐壓
限制。此外，與現有技術相比，能夠提高逆流防止單元54中的電荷傳送效率。
再有，關斷開關晶體管502的源極也可以與時鐘信號與包含該關斷開 關晶體管502的升壓級相同并且與包含該關斷開關晶體管502的升壓級同 一級或者位于前級的升壓級的輸入節點N105連接。
此外，接通開關晶體管503的源極也可以與時鐘信號與包含該接通開 關晶體管503的升壓級不同并且與該升壓級同一級或者位于后級的升壓級 的輸出節點N106連接。
此外，關斷開關晶體管502的柵極也可以與時鐘信號與包含該關斷開 關晶體管502的升壓級不同并且與包含該關斷開關晶體管502的升壓級同 一級或者位于前級的升壓級的輸入節點N105連接。
此外，接通開關晶體管503的柵極也可以與時鐘信號與包含該接通開 關晶體管503的升壓級相同并且與包含該接通開關晶體管503的升壓級同 一級或者位于后級的升壓級的輸出節點N106連接。 (實施方式5的變形例)
再有，如圖18所示，也可以在電荷傳送晶體管501與輸出節點N106 之間連接輔助電荷傳送晶體管504。在圖18中示出的升壓單元52a中，由 于能夠利用時鐘信號CLK1、 CLK2的最大電壓值以下的電壓驅動晶體管 501、 502、 503，因此，能夠進一步緩和晶體管的耐壓限制。 (實施方式6)
圖19示出本發明的實施方式6中的升壓單元的結構。圖19中示出的 升壓單元62具有升壓級62m、62n和模擬比較電路601。模擬比較電路601 對應于升壓級62m、 62n，包含晶體管601a、 601b。在升壓級62m、 62n 中，各自的關斷開關晶體管502和接通開關晶體管503的各個柵極與柵極 控制節點601c連接。模擬比較電路601將升壓級62m、 62n的各個輸出節 點N106、 N106中的電壓低的一方的輸出節點與柵極控制節點601c連接。 其他結構與圖14中示出的升壓單元52相同。下面，參照圖20，關于圖19中示出的升壓單元62涉及的工作進行說明。在電壓V51m、 V51n、 V52m、 V52n分別是"Vdd"、 "Vdd+a Vdd"、 "Vdd+2ct Vdd"、 "Vdd+a Vdd"的情況下(例如，從日寸亥U T2至lj日寸亥ij T3 的期間)，在模擬比較電路601中，晶體管601b為導通狀態，升壓級62n 的輸出節點N106與柵極控制節點601c連接。此外，在升壓級62m中， 關斷開關晶體管502成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為非導通狀態。 另一方面，在升壓級62n中，接通開關晶體管503成為導通狀態，電荷傳 送晶體管501成為導通狀態。反之，在電壓V51m、V51n、V52m、V52n分別是"Vdd+a 'Vdd"、"Vdd"、 "Vdd+a Vdd"、 "Vdd+2a Vdd，，的情況下(例如，從時亥ij T4至廿日寸亥ij T5 的期間)，在模擬比較電路601中，晶體管601a為導通狀態，升壓級62m 的輸出節點N106與柵極控制節點601c連接。此外，在升壓級62m中， 接通開關晶體管503成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為導通狀態。 另一方面，在升壓級62n中，關斷開關晶體管502成為導通狀態，電荷傳 送晶體管501成為非導通狀態。此外，在電壓V51m、 V51n都是"Vdd"，電壓V52m、 V52n都是"Vdd + 01*￥4『的情況下(例如，從時刻T1到T2的期間)，在模擬比較電路 601中，晶體管601a、 601b都成為非導通狀態。這樣，柵極控制節點601c 中的電壓V601c就維持在"Vdd+a'Vdd"。此外，在升壓級62m、 62n中， 各自的關斷開關晶體管502成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為非導 通狀態。如上所述，柵極控制節點601c中的電壓V601c總是維持在"Vdd十 a.Vdd"。這樣，在電荷傳送晶體管501、關斷開關晶體管502和接通開 關晶體管503中，能夠總是將柵漏極間電位差和柵源極間電位差設定在 "a Vdd"以下。這樣就能夠進一步緩和晶體管的耐壓限制。此外，能夠降低關斷開關晶體管502和接通開關晶體管503的各自的 柵極中的充放電電荷量。再有，模擬比較電路601也可以與對應于時鐘信號CLK1的升壓級和 對應于時鐘信號CLK2并且與該升壓級同一級的升壓級相對應。(實施方式6的變形例)
此外，如圖21所示，也可以構成為模擬比較電路601將升壓級62m 的輸入節點N105中的電壓與升壓級62n的輸入節點N105中的電壓進行 比較，根據其比較結果，選擇升壓級62m、 62n的各自的輸入節點N105、 N105的某一個。在圖21中示出的升壓單元62a中，模擬比較電路601將 升壓級62m、 62n的各自的輸入節點N105、 N105中的電壓高的一方的輸 入節點與柵極控制節點601c連接。
在這樣構成的結構中，在電荷傳送晶體管501、關斷開關晶體管502 和接通開關晶體管503中，也能夠將柵漏極間電位差和柵源極間電位差總 是設定在"a'Vdd"以下。 (實施方式7)
圖22示出本發明的實施方式7涉及的升壓單元的結構。在圖22中示 出的升壓單元72中，升壓級72m、 72n各自除了圖14中示出的電荷傳送 晶體管501、關斷開關晶體管502、接通開關晶體管503和升壓電容104 以外，還包含輔助電荷傳送晶體管701。輔助電荷傳送晶體管701是與電 荷傳送晶體管501同極性的晶體管，與電荷傳送晶體管501共同串聯連接 在輸入節點N105與輸出節點N106之間。電荷傳送晶體管501與輔助電 荷傳送晶體管701的連接點與柵極控制節點702連接。此外，在升壓級 72m、 72n中，各個關斷開關晶體管502和接通開關晶體管503的各自的 柵極與柵極控制節點702連接。
再有，在升壓級72m、 72n中，為了削減面積，各自的電荷傳送晶體 管501的阱與輔助電荷傳送晶體管701的阱連接。
下面，關于圖22中示出的升壓單元72涉及的工作進行說明。 在電壓V51m、 V51n、 V52m、 V52n分別是"Vdd+a Vdd"、 "Vdd"、 "Vdd+a*Vdd"、 "Vdd+2a* Vdd"的情況下，在升壓級72m中，輔助電 荷傳送晶體管701成為導通狀態，另一方面，在升壓級42n中，輔助電荷 傳送晶體管701成為非導通狀態，這樣，柵極控制節點702中的電壓就成 為"Vdd + a Vdd"。此外，在升壓級72m中，接通開關晶體管503成為導 通狀態，電荷傳送晶體管501成為導通狀態。另一方面，在升壓級72n中，關斷開關晶體管502成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為非導通狀態。反之，在電壓V51m、V51n、V52m、V52n分別是"Vdd"、"Vdd+a 'Vdd"、 "Vdd+2a Vdd"、 "Vdd+a Vdd"的情況下，在升壓級72m中，輔助電 荷傳送晶體管701成為非導通狀態，另一方面，在升壓級72n中，輔助電 荷傳送晶體管701成為導通狀態。這樣，柵極控制節點702中的電壓就成 為"Vdd+a'Vdd"。此外，在升壓級72m中，關斷開關晶體管502成為導 通狀態，電荷傳送晶體管501成為非導通狀態。另一方面，在升壓級72n 中，接通開關晶體管503成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為導通狀 態。此外，在電壓V51m、 V51n都是"Vdd+a Vdd"，電壓V52m、 V52n 都是"Vdd+2a'Vdd"的情況下，在升壓級72m、 72n中，輔助電荷傳送晶 體管701都成為非導通狀態。這樣，柵極控制節點702中的電壓就仍維持 "Vdd+ofVdd"。此外，在升壓級72m、 72n中，各自的關斷開關晶體管 502成為導通狀態，電荷傳送晶體管501成為非導通狀態。如上所述，柵極控制節點702中的電壓總是維持在"Vdd+a Vdd"。 這樣，在電荷傳送晶體管501、關斷開關晶體管502和接通開關晶體管503 中，能夠總是將柵漏極間電位差和柵源極間電位差設定在"a Vdd"以下， 能夠進一步緩和晶體管的耐壓限制。再有，輔助電荷傳送晶體管701的柵極也可以與時鐘信號與包含該輔 助電荷傳送晶體管701的升壓級不同并且與包含該輔助電荷傳送晶體管 701的升壓級同一級或者位于后級的升壓級的輸出節點N106連接。 (實施方式7的變形例)再有，如圖23中示出的升壓單元72a這樣地，也可以并用圖22中示 出的輔助電荷傳送晶體管701和圖19中示出的模擬比較電路601。通過這 樣地構成，在電荷傳送晶體管501、關斷開關晶體管502、接通開關晶體 管503和輔助電荷傳送晶體管701中，不僅能夠將各自的柵漏極間電位差 和柵源極間電位差設定在"a Vdd"以下，而且能夠降低電荷傳送晶體管 501和輔助電荷傳送晶體管701的各自的擴散電容中的充放電電荷量。 (逆流防止單元的變形例)也可以取代以上的各實施方式中的逆流防止單元，在升壓電路中使用圖24 圖30中分別示出的逆流防止單元54a 54g。 [逆流防止單元的變形例1]
圖24中示出的逆流防止單元54a包含圖16中示出的逆流防止單元 54m、 54n。在逆流防止單元54m、 54n中，關斷開關晶體管502和接通開 關晶體管503的各自的柵極與柵極控制節點521連接。柵極控制節點521 與輸出端子Tout連接。其他結構與圖16中示出的逆流防止單元54相同。
通過這樣地構成，在電荷傳送晶體管501、關斷開關晶體管502、接 通開關晶體管503中，能夠將各自的柵源極間電位差和柵漏極間電位差總 是設定在"ociVdd"以下。此外，能夠降低關斷開關晶體管502和接通開關 晶體管503的各自的柵極中的充放電電荷量。
圖25中示出的逆流防止單元54b包含圖24中示出的逆流防止電路 54m、 54n和圖19中示出的模擬比較電路601 。在逆流防止單元54m、 54n 中，關斷開關晶體管502和接通開關晶體管503的各自的柵極與柵極控制 節點601c連接。其他結構與圖24中示出的逆流防止單元54a相同。
通過這樣地構成，也能夠得到與圖24中示出的逆流防止單元54a相 同的效果。
圖26中示出的逆流防止單元54c中，逆流防止單元54m、 54n各自除 了圖16中示出的電荷傳送晶體管501、關斷開關晶體管502、接通開關晶 體管503、升壓電容104和二極管連接晶體管511以外，還包含圖22中示 出的輔助電荷傳送晶體管701。電荷傳送晶體管501與輔助電荷傳送晶體 管701的連接點與柵極控制節點521連接。關斷開關晶體管502和接通開 關晶體管503的各自的柵極也與柵極控制節點521連接。二極管連接晶體 管511連接在電荷傳送晶體管501與輔助電荷傳送晶體管701的連接點和 中間節點N107之間。
通過這樣地構成，能夠將電荷傳送晶體管501的各端子間電壓設定在 "a Vdd"以下。
在圖27所示的逆流防止單元54d中，不是與輸出節點N106，而是柵極控制節點521與輸出端子Tout連接。輸出節點N106與中間節點N107 連接。其他結構與圖26中示出的逆流防止單元54c相同。通過這樣地構成，能夠將電荷傳送晶體管501的各端子間電壓設定在 "a.Vdd"以下。此外，通過在中間節點N107與輸出端子Tout之間連接輔 助電荷傳送晶體管701，就能夠在設定了中間節點N107與輸入節點N105 為同電位之后，執行升壓工作。從而，由于能夠提高電荷傳送晶體管501 的柵極電壓(具體地說是閾值電壓Vt部分)，因此能夠提高電荷傳送晶體 管501的傳送效率和傳送速度。[逆流防止單元的變形例5]圖28中示出的逆流防止單元54e中，二極管連接晶體管511連接在 電源節點與中間節點N107之間。其他結構與圖27中示出的逆流防止單元 54d相同。通過這樣地構成,能夠除掉二極管連接晶體管511的寄生電容的影響， 能夠提高升壓效率。[逆流防止單元的變形例6]圖29中示出的逆流防止單元54f中，關斷開關晶體管502和接通開關 晶體管503的各自的柵極與輸出節點N106連接。電荷傳送晶體管501與 輔助電荷傳送晶體管701的連接點與柵極控制節點702連接，柵極控制節 點702與輸出端子Tout連接。其他結構與圖28中示出的逆流防止單元54e 相同。在這樣構成的情況下，也能夠除掉二極管連接晶體管511的寄生電容 的影響，能夠提高升壓效率。 [逆流防止單元的變形例7]圖30中示出的逆流防止單元54g中，逆流防止單元54m、 54n各自中 包含的關斷開關晶體管502的柵極與另一方逆流防止電路的輸入節點 N105連接。其他結構與圖29中示出的逆流防止單元54f相同。在這樣構成的情況下，也能夠除掉二極管連接晶體管511的寄生電容 的影響，能夠提高升壓效率。 (負電壓升壓電路)在以上的各實施方式中說明了升壓電路接受電源電壓VDD來產生正電壓的升壓電壓Vpump，但如圖31所示，也可以升壓電路接受接地電壓 來產生負電壓的升壓電壓Vnpump。例如，在實施方式1涉及的升壓電路 1中，為了產生負電壓的升壓電壓Vnpump，最好在前置單元ll、升壓單 元12、 13、逆流防止單元14中分別反轉晶體管的極性。具體地說，如圖 32、 33、 34所示，最好將電荷傳送晶體管101和關斷開關晶體管102從P 型變更為N型，將接通開關晶體管103從N型變更為P型。通過這樣地 構成，電壓Vllm V14m、 Vlln V14n就響應時鐘信號CLK1、 CLK2 后如圖35所示地變化。
特別是在使用升壓單元12、 22、 32、 32a、 42、 42a構成負電壓升壓 電路的情況下，由于能夠利用N型晶體管構成電荷傳送晶體管101，因此， 能夠減小電荷傳送晶體管101的柵極與襯底間電位差，能夠進一步緩和電 荷傳送晶體管101的耐壓限制。
再有，關于實施方式5、 6、 7中的升壓電路，通過在前置單元、升壓 單元和逆流防止單元中分別反轉晶體管的極性，也能產生負電壓的升壓電 壓。
(其他實施方式)
在以上的各實施方式中，也可以在前置級、升壓級和逆流防止電路各 自中包含二極管元件(或者二極管連接晶體管)，上述二極管元件與電荷 傳送晶體管共同并聯在輸入節點N105與輸出節點N106之間。這樣的二 極管元件從輸入節點N105向輸出節點N106單方向地傳送電荷。
此外，在以上的實施方式中，也可以在前置級、升壓級和逆流防止電 路各自中包含有二極管元件(或者二極管連接晶體管)，上述二極管元件 的一端與電源節點連接，同時另一端與電荷傳送晶體管的源極連接。這樣 的二極管元件從電源節點向電荷傳送晶體管的源極單方向地傳送電荷。
另外，時鐘信號CLK1、 CLK2的各自的轉變定時可以錯開，也可以 同時。
再有，可以使用相同種類的升壓單元構成升壓電路，也可以使用2種 以上的升壓單元構成升壓電路。例如，將圖3的前置單元11、圖6的升壓 單元22、圖9的升壓單元32、圖12的升壓單元42、圖8的逆流防止單元 24分別作為前置單元(第一級的升壓單元)，第二級的升壓單元、第三級200810096700.X
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的升壓單元、第四級的升壓單元和逆流防止單元來構成升壓電路。工業上的可利用性
本發明涉及的升壓電路在非易失性半導體存儲裝置、易失性半導體裝
置(DRAM等)、液晶裝置、便攜式設備等中使用的電源電路和CMOS處 理器中，作為為了改善模擬電路特性而使用的電源發生電路等十分有用。
權利要求
1. 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和第二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自包含級聯連接的多個升壓級的多個升壓級列，上述多個升壓級各自具有輸入節點和輸出節點，響應上述第一和第二時鐘信號的某一方進行升壓工作，上述多個升壓級之一的第一升壓級包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與上述輸出節點之間；升壓電容，一端與上述輸出節點連接，并且在另一端接受對應于該第一升壓級的時鐘信號；以及，連接切換部，將時鐘信號與該第一升壓級相同的升壓級的輸出節點、和時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節點中的某一方，與上述電荷傳送晶體管的柵極連接。
2、 根據權利要求1所述的升壓電路，其特征在于， 在時鐘信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸入節點中的電壓的絕對值，大于或者等于時鐘信號與上述第一升壓級不同并且包含在不包含 上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節點中的電壓的絕對值的 情況下，上述連接切換部將時鐘信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸 出節點，與上述電荷傳送晶體管的柵極連接，在時鐘信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸入節點中的電壓的 絕對值，小于時鐘信號與上述第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一 升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節點中的電壓的絕對值的情況下，上 述連接切換部將時鐘信號與上述第一升壓級不同并且包含在不包含上述 第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節點，與上述電荷傳送晶體管的 柵極連接。
3、 根據權利要求2所述的升壓電路，其特征在于， 上述連接切換部包括關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與時鐘信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸出節點連接的源極、與時鐘 信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸入節點連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升 壓級列中的升壓級的輸入節點連接的源極、與時鐘信號與上述第一升壓級 相同的升壓級的輸入節點連接的柵極。
4、 根據權利要求2所述的升壓電路，其特征在于，上述連接切換部包括關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸出節點連接的源極、與時鐘 信號與上述第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸出節點連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升 壓級列中的升壓級的輸入節點連接的源極、與時鐘信號與上述第一升壓級 相同的升壓級的輸入節點連接的柵極。
5、 根據權利要求2所述的升壓電路，其特征在于， 進一步具有模擬比較電路，上述模擬比較電路將對應于上述第一時鐘信號的升壓級的輸入節點中的電壓，與對應于上述第二時鐘信號的升壓級 的輸入節點中的電壓進行比較，根據比較結果，選擇這2個升壓級的各自 的輸入節點中的某一方，上述連接切換部包括關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸出節點連接的源極、與由上述模擬比較電路選擇的輸入節點連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節點連接的源極、與由上述模擬比較電路選擇的 輸入節點連接的柵極。
6、 根據權利要求2所述的升壓電路，其特征在于，上述第一升壓級進一步包括輔助電荷傳送晶體管，上述輔助電荷傳送 晶體管與上述電荷傳送晶體管共同串聯連接在上述輸入節點與上述輸出 節點之間，具有與時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含在不包含上述第 一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節點連接的柵極，上述連接切換部包括關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸出節點連接的源極、與柵極 控制節點連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升 壓級列中的升壓級的輸入節點連接的源極、與上述柵極控制節點連接的柵 極，上述電荷傳送晶體管與上述輔助電荷傳送晶體管的連接點被連接到 上述柵極控制節點。
7、 根據權利要求3 6中任一項所述的升壓電路，其特征在于，上述升壓電壓是負電壓，上述電荷傳送晶體管和上述關斷開關晶體管是p型晶體管，上述接通開關晶體管是N型晶體管。
8、 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和第二時鐘信號進行升壓 工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自包含級聯連接的多個升壓級的多個升壓級列， 上述多個升壓級各自具有輸入節點和輸出節點，響應上述第一和第二 時鐘信號的某一方進行升壓工作，上述多個升壓級之一的第一升壓級包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與上述輸出節點之間；升壓電容， 一端與上述輸出節點連接，并且在另一端接受對應于該第一升壓級的時鐘信號；關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與時鐘信號與該第一升壓級相同的升壓級的輸入節點連接的源極、與時鐘信 號與該第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸入節點連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓 級列中的升壓級的輸出節點連接的源極、與時鐘信號與該第一升壓級相同 的升壓級的輸出節點連接的柵極。
9、 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和第二時鐘信號進行升壓工作，產生升壓電壓， 上述升壓電路具有-各自包含級聯連接的多個升壓級的多個升壓級列；以及， 模擬比較電路，上述多個升壓級各自具有輸入節點和輸出節點，響應上述第一和第二 時鐘信號的某一方進行升壓工作，上述多個升壓級之一的第一升壓級包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與輸出節點之間；升壓電容， 一端與上述輸出節點連接，并且在另一端接受對應于該第 一升壓級的時鐘信號；關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一升壓級相同的升壓級的輸入節點連接的源極、柵極；接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓 級列中的升壓級的輸出節點連接的源極、柵極， 上述模擬比較電路將對應于上述第一時鐘信號的升壓級的輸出節點 中的電壓，與對應于上述第二時鐘信號的升壓級的輸出節點中的電壓進行 比較，根據其比較結果，將這2個升壓級的各自的輸出節點中的某一方與 上述關斷開關晶體管和上述接通開關晶體管的各自的柵極連接。
10、 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和第二時鐘信號進行升壓 工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自包含級聯連接的多個升壓級的多個升壓級列， 上述多個升壓級各自具有輸入節點和輸出節點，響應上述第一和第二 時鐘信號的某一方進行升壓工作，上述多個升壓級之一的第一升壓級包括-電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與上述輸出節點之間； 升壓電容， 一端與上述輸出節點連接，并且在另一端接受對應于該第一升壓級的時鐘信號；關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與時鐘信號與上述第一升壓級相同的升壓級的輸入節點連接的源極、與柵極控制節點連接的柵極；接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一升壓級不同并且包含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸出節點連接的源極、與上述柵極控制節點連接的柵 極；以及，輔助電荷傳送晶體管，與上述電荷傳送晶體管共同串聯連接在上述輸 入節點與上述輸出節點之間，具有與時鐘信號與該第一升壓級不同并且包 含在不包含上述第一升壓級的升壓級列中的升壓級的輸出節點連接的柵 極，上述電荷傳送晶體管與上述輔助電荷傳送晶體管的連接點被連接到 上述柵極控制節點。
11、 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和第二時鐘信號迸行升壓 工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自響應上述第一和第二時鐘信號反復進行升壓工作的多個升壓級列；分別對應于上述多個升壓級列的多個逆流防止電路；以及， 用于輸出上述升壓電壓的輸出端子， 上述多個逆流防止電路各自具有 與上述升壓級列連接的輸入節點； 與上述輸出端子連接的輸出節點；以及， 響應上述第一和第二時鐘信號的某一方而被升壓的中間節點， 上述多個逆流防止電路之一的第一逆流防止電路包括 電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與上述輸出節點之間；升壓電容， 一端與上述中間節點連接，并且在另一端接受對應于該第 一逆流防止電路的時鐘信號；以及，連接切換部，將時鐘信號與該第一逆流防止電路相同的逆流防止電路 的中間節點、時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的輸入 節點中的某一方，與上述電荷傳送晶體管的柵極連接。
12、 根據權利要求11所述的升壓電路，其特征在于，在時鐘信號與上述第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的輸入節 點中的電壓的絕對值，大于或者等于時鐘信號與上述第一逆流防止電路不 同的逆流防止電路的輸入節點中的電壓的絕對值的情況下，上述連接切換 部將時鐘信號與上述第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的中間節點 與上述電荷傳送晶體管的柵極連接，在時鐘信號與上述第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的輸入節 點中的電壓的絕對值，小于時鐘信號與上述第一逆流防止電路不同的逆流 防止電路的輸入節點中的電壓的絕對值的情況下，上述連接切換部將時鐘 信號與上述第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的輸入節點與上述電 荷傳送晶體管的柵極連接。
13、 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和第二時鐘信號進行升壓 工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自響應上述第一和第二時鐘信號反復進行升壓工作的多個升壓級列；分別對應于上述多個升壓級列的多個逆流防止電路；以及， 用于輸出上述升壓電壓的輸出端子， 上述多個逆流防止電路各自具有 與上述升壓級列連接的輸入節點； 與上述輸出端子連接的輸出節點；以及，響應上述第一和第二時鐘信號的某一方而被升壓的中間節點， 上述多個逆流防止電路之一的第一逆流防止電路包括 電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與上述輸出節點之間； 升壓電容， 一端與上述中間節點連接，并且在另一端接受對應于該第一逆流防止電路的時鐘信號；以及，連接切換部，將時鐘信號與該第一逆流防止電路相同的逆流防止電路 的輸入節點、和時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的中 間節點中的某一方，與上述電荷傳送晶體管的柵極連接。
14、 根據權利要求13所述的升壓電路，其特征在于，上述連接切換部包括關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的輸入節點連接的源極、與時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的輸入節點 連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的中間節點連接的 源極、與時鐘信號與該第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的中間節點 連接的柵極。
15、 根據權利要求13所述的升壓電路，其特征在于， 上述連接切換部包括關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的輸入節點連接的源極、與上述輸出端子連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的中間節點連接的源極、與上述輸出端子連接的柵極。
16、 根據權利要求13所述的升壓電路，其特征在于， 進一步具有模擬比較電路，上述模擬比較電路將對應于上述第一時鐘信號的逆流防止電路的中間節點中的電壓，與對應于上述第二時鐘信號的 逆流防止電路的中間節點中的電壓進行比較，根據其比較結果，選擇這2 個逆流防止電路的各自的中間節點中的某一方， 上述連接切換部包括關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的輸入節點連接的源極、與由上述模擬比較電路選擇的中間節點連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的中間節點連接的源極、與由上述模擬比較電路選擇的中間節點連接的柵極。
17、 根據權利要求13所述的升壓電路，其特征在于，上述第一逆流防止電路進一步包括輔助電荷傳送晶體管，上述輔助電 荷傳送晶體管與上述電荷傳送晶體管共同串聯連接在上述輸入節點與上 述輸出節點之間，具有與時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止 電路的中間節點連接的柵極，上述連接切換部包括關斷開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一逆流防止電路相同的逆流防止電路的輸入節點連接的源極、與柵極控制節點連接的柵極；以及，接通開關晶體管，具有與上述電荷傳送晶體管的柵極連接的漏極、與 時鐘信號與上述第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的中間節點連接的源極、與上述柵極控制節點連接的柵極，上述電荷傳送晶體管與上述輔助電荷傳送晶體管的連接點被連接到 上述柵極控制節點。
18、 一種升壓電路，響應互補地變動的第一和第二時鐘信號進行升壓 工作，產生升壓電壓，上述升壓電路具有各自響應上述第一和第二時鐘信號反復進行升壓工作的多個升壓級列；分別對應于上述多個升壓級列的多個逆流防止電路；以及， 用于輸出上述升壓電壓的輸出端子， 上述多個逆流防止電路各自具有 與上述升壓級列連接的輸入節點；以及， 響應上述第一和第二時鐘信號的某一方而被升壓的中間節點，上述多個逆流防止電路之一的第一逆流防止電路包括電荷傳送晶體管，連接在上述輸入節點與上述中間節點之間；升壓電容， 一端與上述中間節點連接，并且在另一端接受對應于該第 一逆流防止電路的時鐘信號；連接切換部，將時鐘信號與該第一逆流防止電路相同的逆流防止電路 的輸入節點、和時鐘信號與該第一逆流防止電路不同的逆流防止電路的中 間節點中的某一方，與上述電荷傳送晶體管的柵極連接；以及，輔助電荷傳送晶體管，與上述電荷傳送晶體管共同串聯連接在上述輸 入節點與上述中間節點之間，具有與時鐘信號與該第一逆流防止電路不同 的逆流防止電路的中間節點連接的柵極，上述電荷傳送晶體管與上述輔助電荷傳送晶體管的連接點被連接到 上述輸出端子。
19、 根據權利要求13 18中任一項所述的升壓電路，其特征在于， 上述第一逆流防止電路進一步包括二極管連接晶體管，上述二極管連接晶體管連接在上述輸入節點與上述中間節點之間。
20、 根據權利要求13 18中任一項所述的升壓電路，其特征在于， 上述第一逆流防止電路進一步包括二極管連接晶體管，上述二極管連接晶體管連接在接受電源電壓或接地電壓的電壓節點與上述中間節點之 間。
21、 根據權利要求18所述的升壓電路，其特征在于， 上述第一逆流防止電路進一步包括二極管連接晶體管，上述二極管連接晶體管連接在上述電荷傳送晶體管與上述輔助電荷傳送晶體管的連接 點與上述中間節點之間。
全文摘要
一種升壓電路，在時鐘信號(CLK1、CLK2)分別是高電平和低電平的情況下，電壓(V11m、V11n、V12m、V12n)分別成為“Vdd+α·Vdd”、“Vdd”、“Vdd+α·Vdd”、“Vdd+2α·Vdd”。這樣，在升壓級(12m)中，接通開關晶體管(103)成為導通狀態，電荷傳送晶體管(101)傳送電荷。另一方面，在升壓級(12n)中，關斷開關晶體管(102)成為導通狀態，電荷傳送晶體管(101)成為非導通狀態。這時，電荷傳送晶體管(101)的柵源極間電位差和柵漏極間電位差成為“α·Vdd”。從而，在升壓電路中緩和電荷傳送晶體管的耐壓限制。
文檔編號H02M3/04GK101286696SQ200810096700
公開日2008年10月15日 申請日期2008年2月5日 優先權日2007年2月7日
發明者富田泰弘, 山平征二 申請人:松下電器產業株式會社