專利名稱：電壓發(fā)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)生所希望的電壓電平的內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生電路，特別涉及利用電容元件的供給泵動(dòng)作高效率地發(fā)生內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置中，大多使用各種電壓電平的內(nèi)部電壓。例如，在DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)中，為了把存儲(chǔ)區(qū)域陣列的襯板區(qū)域偏置在一定電壓上使用負(fù)電壓，另外，向選擇字線傳遞比電源電壓還高的正的高電壓。另外，即使在非易失性存儲(chǔ)器中，為了數(shù)據(jù)的改寫也使用負(fù)電壓以及高電壓。
當(dāng)從外部提供這樣的電源電壓和電平不同的電壓的情況下，系統(tǒng)規(guī)模增大，另外系統(tǒng)整體的消耗電力也增大。另外，即使在半導(dǎo)體裝置中，也需要用于接受那樣的電壓的專用的插接端子，尺寸增大。
從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，一般是在半導(dǎo)體裝置內(nèi)部產(chǎn)生必要電平的電壓。產(chǎn)生這樣的內(nèi)部電壓的電路一例，例如展示在專利文獻(xiàn)1(特開平4-372792號(hào)公報(bào))上。
展示在該以往文獻(xiàn)1中的內(nèi)部電壓發(fā)生電路，利用電容元件的供給泵動(dòng)作產(chǎn)生負(fù)電壓。在該專利文獻(xiàn)1的內(nèi)部電壓發(fā)生電路的構(gòu)成中，通過控制用電容元件的電容聯(lián)結(jié)把放電控制晶體管設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)，使通過充電用電容元件的供給泵動(dòng)作蓄積電荷的節(jié)點(diǎn)放電到接地電壓電平。其后，從電荷蓄積節(jié)點(diǎn)中，通過充電用電容元件的供給泵動(dòng)作把電荷驅(qū)動(dòng)到提升負(fù)電壓電平。使電荷蓄積節(jié)點(diǎn)在電源電壓的振幅下變化。通過經(jīng)由輸出晶體管把該電荷蓄積節(jié)點(diǎn)的負(fù)電荷提供給輸出節(jié)點(diǎn)，提供-VCC電平的負(fù)電壓。在此VCC表示電源電壓。
輸出晶體管的柵極的電位通過把電荷蓄積節(jié)點(diǎn)連接在柵極上的輸出控制晶體管，在接地電壓GND和負(fù)電壓-VCC之間變化。
在該以往文獻(xiàn)1中，通過使電荷蓄積節(jié)點(diǎn)在VCC振幅下變化，謀求即使在低電源電壓下也產(chǎn)生充分的電壓電平的負(fù)電壓。
當(dāng)利用電容元件的供給泵動(dòng)作產(chǎn)生內(nèi)部電壓的情況下，從半導(dǎo)體的消耗電力的觀點(diǎn)出發(fā)，要求高效率地把通過供給泵動(dòng)作生成的電荷轉(zhuǎn)送到輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生內(nèi)部電壓。
在上述的專利文獻(xiàn)1的構(gòu)成中，為了以-VCC的振幅使電荷蓄積節(jié)點(diǎn)的電壓電平變化，通過放電控制晶體管把電荷蓄積節(jié)點(diǎn)預(yù)充電至接地電壓電平，其后，通過采用充電用電容元件的供給泵動(dòng)作把電荷蓄積節(jié)點(diǎn)降低到-VCC的電壓電平。這時(shí)，因?yàn)榘逊烹娍刂凭w管設(shè)置成截止?fàn)顟B(tài)，所以第2控制晶體管導(dǎo)通，把電荷蓄積節(jié)點(diǎn)連接到放電控制晶體管的柵極。該第2控制晶體管在電荷蓄積節(jié)點(diǎn)的電壓降低到-Vth以下時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，電氣連接放電控制晶體管的柵極和電荷蓄積節(jié)點(diǎn)。在此，Vth表示第2控制晶體管的閾值電壓。
但是，為了把該放電控制晶體管設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)，連接接受控制信號(hào)的電容元件。因而，該放電控制晶體管的柵極電位按照以第2控制晶體管的導(dǎo)通電阻和存在于放電控制晶體管的柵極上的電容確定的時(shí)間常數(shù)變化。因此，到放電控制晶體管變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)為止，需要一些時(shí)間。因而，該放電控制晶體管在電荷蓄積節(jié)點(diǎn)的電壓電平為-VCC時(shí)存在成為導(dǎo)通狀態(tài)的期間，從接地節(jié)點(diǎn)向電荷蓄積節(jié)點(diǎn)流過電流，阻礙基于充電用電容元件的供給泵產(chǎn)生的電荷提升動(dòng)作，消耗無用的電流。
另外，當(dāng)把該電荷蓄積節(jié)點(diǎn)預(yù)充電到接地電位的情況下，如果輸出晶體管沒有變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，則經(jīng)由輸出晶體管向負(fù)電位電平的輸出節(jié)點(diǎn)提供被預(yù)充電的電荷，負(fù)電位的電壓電平上升。為了進(jìn)行該輸出晶體管的通/斷的控制，使用和放電控制晶體管的通/斷控制同樣構(gòu)成的輸出控制晶體管，因而，在把該電荷蓄積節(jié)點(diǎn)的電壓電平預(yù)充電到接地電壓電平時(shí)，同樣存在輸出晶體管變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的期間，消耗無用的電流。
如上所述，在該以往的文獻(xiàn)1的構(gòu)成的情況下，通過電容元件的供給泵動(dòng)作生成的電荷被無用地消耗，存在不能有效地以低消耗電力產(chǎn)生所希望的電平電壓的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可以有效地利用電荷產(chǎn)生所希望電平電壓的電壓發(fā)生電路。
涉及本發(fā)明的第1觀點(diǎn)的電壓發(fā)生電路包含連接在施加規(guī)定電壓的基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)和第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第1導(dǎo)電型的第1晶體管；連接在基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)和第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第1導(dǎo)電型的第2晶體管；連接在接收預(yù)充電用的第1控制信號(hào)的第1輸入節(jié)點(diǎn)和第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第1電容元件；連接在接收電荷蓄積用的第2控制信號(hào)的第2輸入節(jié)點(diǎn)和第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第2電容元件；連接在第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第2導(dǎo)電型的第3晶體管；連接在第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和接收電荷轉(zhuǎn)送用的第3控制信號(hào)的第3輸入節(jié)點(diǎn)之間的第3電容元件；連接在輸出節(jié)點(diǎn)和第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第2導(dǎo)電型的第4晶體管。
涉及本發(fā)明的另一觀點(diǎn)的電壓發(fā)生電路包含連接在提供預(yù)充電電壓的預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)和第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第1晶體管；連接在接收預(yù)充電用的第1控制信號(hào)的第1輸入節(jié)點(diǎn)和第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第1電容元件；連接在第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極連接在接收電荷蓄積用的第2控制信號(hào)的第2輸入節(jié)點(diǎn)上的第2晶體管；連接在第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第3晶體管；連接在輸出節(jié)點(diǎn)和第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極連接在第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上的第4晶體管；連接在接收第2電荷預(yù)充電用的第3控制信號(hào)的第3輸入節(jié)點(diǎn)和第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第2電容元件；連接在接收電荷轉(zhuǎn)送用的第4控制信號(hào)的第4輸入節(jié)點(diǎn)和第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第3電容元件。
在涉及第1觀點(diǎn)的電壓發(fā)生電路中，通過交叉聯(lián)結(jié)第1以及第2晶體管，在最佳時(shí)刻把第1以及第2晶體管設(shè)置為通/斷狀態(tài)，使第1以及第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電壓高速變化，可以維持其電壓水平。因而，在作為電荷蓄積節(jié)點(diǎn)起作用的第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電壓變化時(shí)，在把第2晶體管設(shè)置為截止?fàn)顟B(tài)后，通過對第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供給泵動(dòng)作，可以防止不需要的電流流向第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。
在另一觀點(diǎn)的電壓發(fā)生電路中，第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)由預(yù)充電電壓預(yù)充電，另外，經(jīng)由第2電容元件聯(lián)結(jié)第3控制信號(hào)。進(jìn)而，在第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上，連接第4晶體管的控制電極。因而，各晶體管經(jīng)由電容元件可以通過其供給泵動(dòng)作獨(dú)立控制導(dǎo)通/非導(dǎo)通狀態(tài)，可以抑制無效電流流過，可以高效率地使用電荷生成所希望的電平的內(nèi)部電壓。
圖1是展示本發(fā)明的實(shí)施例1的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖2是展示圖1所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖3是展示本發(fā)明的實(shí)施例2的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖4是展示圖3所示的電路動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖5是概略展示本發(fā)明的實(shí)施例3的內(nèi)部電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖6是概略展示圖5所示的控制信號(hào)發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖7是展示圖6所示的電路動(dòng)作的時(shí)間圖。
圖8是展示本發(fā)明的實(shí)施例4的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖9是展示圖8所示的電路動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖10A是展示本發(fā)明的實(shí)施例5的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成，圖10B是展示圖10A所示的電荷轉(zhuǎn)送段的構(gòu)成的圖。
圖11是展示圖10A以及10B所示的電路動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖12是概略展示圖10A所示的發(fā)生控制信號(hào)的電路的構(gòu)成的圖。
圖13是展示圖12所示的電路動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖14是展示本發(fā)明的實(shí)施例6的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖15是展示圖14所示的電路動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖16是展示本發(fā)明的實(shí)施例7的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖17是展示圖16所示的電路動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖18是展示本發(fā)明的實(shí)施例8的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖19是展示圖18所示的電壓發(fā)生電路動(dòng)作的定時(shí)圖。
圖20是展示本發(fā)明的實(shí)施例9的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖21是展示圖20所示的電壓發(fā)生電路動(dòng)作的時(shí)間圖。
圖22是展示本發(fā)明的實(shí)施例10的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖23是展示本發(fā)明的實(shí)施例11的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖24是展示本發(fā)明的實(shí)施例12的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖25是展示本發(fā)明的實(shí)施例12的變更例子的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖26是展示本發(fā)明的實(shí)施例13的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
圖27是展示本發(fā)明的實(shí)施例13的變更例子的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。
具體實(shí)施例方式圖1是展示本發(fā)明的實(shí)施例1的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。本圖1所示的電壓發(fā)生電路產(chǎn)生作為比基準(zhǔn)電位還低的電壓的負(fù)電壓。在此，作為基準(zhǔn)電位使用接地電位GND，因?yàn)楣┙o泵動(dòng)作控制用的信號(hào)在接點(diǎn)電壓和電源電壓VCC之間變化，所以生成-VCC的負(fù)電壓。
在圖1中，電壓發(fā)生電路包含被連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND1和基準(zhǔn)電位節(jié)點(diǎn)(以下，稱為接地節(jié)點(diǎn))GG之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2連接的P通道MOS晶體管(絕緣柵極型場效應(yīng)晶體管)PQ1；被連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2和接地節(jié)點(diǎn)GG之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND1連接的P通道MOS晶體管PQ2；被連接在接收預(yù)充電用控制信號(hào)P的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S1和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND1之間的電容元件C1；被連接在電荷蓄積用控制信號(hào)CP的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S2和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2之間的電容元件C2。
MOS晶體管PQ1以及PQ2分別與第1以及第2晶體管對應(yīng)，電容元件C1以及C2分別與第1以及第2電容元件對應(yīng)?？刂菩盘?hào)P以及CP分別與第1以及第2控制信號(hào)對應(yīng)。內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND1以及ND2分別與第1以及第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)對應(yīng)。
電壓發(fā)生電路進(jìn)一步包含被連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2和輸出節(jié)點(diǎn)OD1之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3連接的N通道MOS晶體管NQ1；被連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3和輸出節(jié)點(diǎn)OD1之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2連接的N通道MOS晶體管NQ2；連接在接收電荷轉(zhuǎn)送用的控制信號(hào)CT的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S3和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3之間的電容元件C3。
MOS晶體管NQ1以及NQ2分別與第3以及第3晶體管對應(yīng)，電容元件C3與第3電容元件對應(yīng)，控制信號(hào)CT與第3控制信號(hào)對應(yīng)。
在輸出節(jié)點(diǎn)OD1和接地節(jié)點(diǎn)之間，連接電容元件C4。該電容元件C4是用于相對輸出負(fù)荷的變動(dòng)使輸出電壓-VCC穩(wěn)定化的電容，當(dāng)該輸出負(fù)荷的變動(dòng)小，輸出電壓-VCC的變動(dòng)小的情況下，不需要特別設(shè)置該穩(wěn)定化電容C4。該輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓被施加給未圖示的內(nèi)部電路。
控制信號(hào)P、CP以及CT分別在接地電壓GND和電源電壓VCC之間變化。
圖2是展示圖1所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作的定時(shí)圖。在圖2中，為了簡化說明，展示輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓達(dá)到規(guī)定的電壓-VCC電平時(shí)的動(dòng)作波形。以下，參照圖2說明圖1所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作。
控制信號(hào)P、CP以及CT以周期T變化。在圖2中，展示2·T期間的信號(hào)波形。
在時(shí)刻t0中，控制信號(hào)P處于接地電壓GND電平，控制信號(hào)CP處于電源電壓VCC電平，以及控制信號(hào)CT處于接地電壓GND電平的狀態(tài)。在該狀態(tài)中，通過電容元件C1的電荷牽引動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND1的電壓電平是-VCC，另一方面，節(jié)點(diǎn)ND2通過電容元件C2的電荷供給動(dòng)作，處于接地電壓GND電平。
對于P通道MOS晶體管PQ1，節(jié)點(diǎn)ND1為漏極節(jié)點(diǎn)，接地節(jié)點(diǎn)GG為源極節(jié)點(diǎn)。該p通道MOS晶體管PQ1是增強(qiáng)型晶體管，具有規(guī)定大小的閾值電壓。因而，對于P通道MOS晶體管PQ1，其柵極以及源極是同電位，為了維持截止?fàn)顟B(tài)，在節(jié)點(diǎn)ND1和接地節(jié)點(diǎn)GG之間電流不流動(dòng)。
在MOS晶體管PQ2中，因?yàn)槠鋿艠O電位是負(fù)電位-VCC，其漏極(節(jié)點(diǎn)ND2)和源極(接地節(jié)點(diǎn))的電位相等，所以在MOS晶體管PQ2的源漏之間沒有電流流動(dòng)。
有關(guān)N通道MOS晶體管NQ1，節(jié)點(diǎn)ND2是接地電壓GND電平，輸出節(jié)點(diǎn)OD1是負(fù)電壓-VCC，節(jié)點(diǎn)ND3是負(fù)電壓-VCC電平。該N通道MOS晶體管NQ1是增強(qiáng)型晶體管，具有一定大小的閾值電壓，在柵極以及源極電位相等的狀態(tài)下維持截止?fàn)顟B(tài)。
對于N通道MOS晶體管NQ2，其柵極電位是節(jié)點(diǎn)ND2的電壓，即接地電壓GND電位，節(jié)點(diǎn)ND3以及輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電位電平相等，即使在該MOS晶體管NQ2中漏極和源極電位也相等，在該漏源之間沒有電流流過。通過該控制信號(hào)P，把MOS晶體管PQ2設(shè)置為通道狀態(tài)，把節(jié)點(diǎn)ND2預(yù)充電至接地電壓電平。在供給泵動(dòng)作初始時(shí)期，使節(jié)點(diǎn)ND2的預(yù)充電電壓電平向接地電壓方向降低。
在時(shí)刻t1中，如果控制信號(hào)P從接地電壓GND電平變化到電源電壓VCC電平，則節(jié)點(diǎn)ND1通過電容元件C1的供給泵動(dòng)作，使該電壓電平從負(fù)電壓-VCC電平上升到接地電壓GND電平。在穩(wěn)定狀態(tài)下，MOS晶體管PQ1的漏極以及源極的電壓電平相等，在MOS晶體管PQ1中沒有電流流過。
在供給泵動(dòng)作初始的過渡時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND1的電壓電平在接地電壓GND以上，對于MOS晶體管PQ1，節(jié)點(diǎn)ND1為源極，接地節(jié)點(diǎn)為漏極。但是，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平在此時(shí)同樣高，該MOS晶體管PQ1是增強(qiáng)型晶體管，柵極以及源極的電位差在閾值電壓的絕對值以下，維持非導(dǎo)通狀態(tài)，在該MOS晶體管PQ1的漏源之間沒有電流流過。
另外，即使在MOS晶體管PQ2中，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)ND2是接地電壓GND電平，所以其漏極以及源極電位相等，節(jié)點(diǎn)ND1的電壓電平即使從負(fù)電壓-VCC上升到接地電壓GND，在該MOS晶體管PQ2的漏源之間也沒有電流流過。通過提高該控制信號(hào)P，把MOS晶體管PQ2設(shè)置為非導(dǎo)通狀態(tài)，準(zhǔn)備下一次ND2的供給泵動(dòng)作。
另外，節(jié)點(diǎn)ND2維持接地電壓GND電平，節(jié)點(diǎn)ND3是負(fù)電壓電平。在該狀態(tài)下，MOD晶體管NQ2導(dǎo)通，輸出節(jié)點(diǎn)OD1和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3電連接，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平和輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平相等。由此，MOS晶體管NQ1可靠地維持非導(dǎo)通狀態(tài)。如果內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3以及輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平相等，則經(jīng)由MOS晶體管NQ2流過的電流停止。
另外，由于使該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3和輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平相等，因而在負(fù)電壓電平下驅(qū)動(dòng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2，即使在MOS晶體管NQ1的源極成為內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的情況下，也把該柵源間電壓維持在閾值電壓以下，防止在電荷轉(zhuǎn)送前增強(qiáng)型MOS晶體管NQ1導(dǎo)通。在供給泵動(dòng)作的開始時(shí)，在負(fù)電壓電平下驅(qū)動(dòng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2時(shí)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平高，MOS晶體管NQ1導(dǎo)通。但是，這時(shí)，只在發(fā)生控制信號(hào)CT前把負(fù)電荷轉(zhuǎn)送到輸出節(jié)點(diǎn)OD1，為了使輸出電壓下降而利用電荷，電荷被有效地利用。
在時(shí)刻t2，控制信號(hào)CP從電源電壓VCC下降到接地電壓GND，通過電容元件C2的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平降低。這時(shí)，MOS晶體管PQ1即使節(jié)點(diǎn)ND2從接地電壓GND向負(fù)電壓變化，其漏極以及源極也都是接地電壓GND電平，在MOS晶體管PQ1的漏源之間沒有電流流過。
MOS晶體管PQ2因?yàn)楣?jié)點(diǎn)ND2起到漏極作用，所以其柵極以及源極(接地節(jié)點(diǎn))都處于接地電壓的電平，MOS晶體管PQ2是增強(qiáng)型晶體管，因?yàn)闁旁粗g電壓比其閾值電壓的絕對值還小，所以維持非導(dǎo)通狀態(tài)。因而，通過電容元件C2的供給泵動(dòng)作，該節(jié)點(diǎn)ND2降低到負(fù)電壓-VCC電平。這時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND3是負(fù)電壓-VCC電平，MOS晶體管NQ1其源極是輸出節(jié)點(diǎn)OD1，柵極以及源極電位相等，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
如果節(jié)點(diǎn)ND2被驅(qū)動(dòng)到負(fù)電壓電平，則節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平處于比輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平還低的狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)ND3的電壓是輸出節(jié)點(diǎn)的電壓電平，在控制信號(hào)CT是接地電壓電平時(shí)，MOS晶體管NQ1是增強(qiáng)型晶體管，在過渡時(shí)以及穩(wěn)定時(shí)，其柵源間電壓比閾值電壓還小，維持非導(dǎo)通狀態(tài)，可以把節(jié)點(diǎn)ND2正確地驅(qū)動(dòng)到負(fù)電壓電平。
進(jìn)而，在過渡時(shí)當(dāng)節(jié)點(diǎn)ND2被驅(qū)動(dòng)到負(fù)電壓電平時(shí)，在節(jié)點(diǎn)ND1的電壓電平比接地電壓還高時(shí)，MOS晶體管PQ1導(dǎo)通，使節(jié)點(diǎn)ND1的電壓電平降低。
在對該節(jié)點(diǎn)ND2的供給泵動(dòng)作時(shí)，隨之，對節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平付與不利影響的無效電流流過的路徑不存在，有效地使用電荷把節(jié)點(diǎn)ND2設(shè)定在負(fù)電壓-VCC電平。
另外，即使在MOS晶體管NQ2中，也是該漏極以及源極是同一電壓電平的負(fù)電壓-VCC電平，在漏源之間沒有電流流過。
在時(shí)刻t3，把控制信號(hào)CT從接地電壓GND電平提升到電源電壓VCC電平。這時(shí)，控制信號(hào)P是電源電壓VCC電平，控制信號(hào)CP是接地電壓GND電平。在該狀態(tài)中，節(jié)點(diǎn)ND3通過電容元件C3的供給泵動(dòng)作，其電壓電平從負(fù)電壓-VCC上升到接地電壓GND電平。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)ND2是負(fù)電壓-VCC，所以MOS晶體管NQ1導(dǎo)通，將節(jié)點(diǎn)ND2和輸出節(jié)點(diǎn)OD1聯(lián)結(jié)。當(dāng)該輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平比負(fù)電壓-VCC還高的情況下，負(fù)電荷從輸出節(jié)點(diǎn)OD1向節(jié)點(diǎn)ND2移動(dòng)，輸出節(jié)點(diǎn)OD1成為和節(jié)點(diǎn)ND2相等的電壓電平。即，在穩(wěn)定化時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平是-VCC。即使在這種情況下，在MOS晶體管NQ2中，柵極以及源極也為相同電壓電平，維持非導(dǎo)通狀態(tài)，在MOS晶體管NQ2中在漏源之間沒有電流流過。
即使在供給泵開始時(shí)等的過渡時(shí)，在MOS晶體管NQ2中，也是內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3是漏極，在電荷轉(zhuǎn)送開始時(shí)，因?yàn)闁艠O的電位比源極電位還低，所以維持非導(dǎo)通狀態(tài)，通過電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作，即使柵極以及源極變?yōu)橥浑娢唬捎谄溟撝惦妷鹤饔?，仍維持非導(dǎo)通狀態(tài)，對電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作沒有不良影響。
由此，根據(jù)控制信號(hào)CT把節(jié)點(diǎn)ND3驅(qū)動(dòng)到電源電壓電平，高效率地向輸出節(jié)點(diǎn)OD1提供負(fù)電荷，可以生成所希望的電壓電平的負(fù)電壓-VCC。
在時(shí)刻t4，控制信號(hào)CT從電源電壓VCC降低到接地電壓GND電平，節(jié)點(diǎn)ND3從接地電壓GND降低到負(fù)電壓VCC。該MOD晶體管NQ1的源極節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)ND2)的最低電位是負(fù)電壓-VCC，MOS晶體管NQ1可靠地處于非導(dǎo)通狀態(tài)。
在MOS晶體管NQ2中，其漏極以及源極的電壓是負(fù)電壓-VCC，電流不經(jīng)過該MOS晶體管NQ2流動(dòng)。
在供給泵開始時(shí)的過渡時(shí)，在節(jié)點(diǎn)ND2以及OD1是比負(fù)電壓-VCC還高的電壓電平時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND3只恢復(fù)到前一循環(huán)的輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平，MOS晶體管NQ2的源極是輸出節(jié)點(diǎn)OD1，其柵極以及源極的電位相等而維持非導(dǎo)通狀態(tài)。在MOS晶體管NQ1中，例如即使處于導(dǎo)通狀態(tài)，由于成為其源極以及漏極的輸出節(jié)點(diǎn)OD1以及內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平相等而沒有電流流過。在過渡時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND3的恢復(fù)電壓電平是MOS晶體管NQ1被設(shè)定在非導(dǎo)通狀態(tài)的電壓電平。因而，即使在過渡時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生任何無用的電荷消耗。
在時(shí)刻t5，把控制信號(hào)CP從接地電壓GND提升到電源電壓VCC電平。這時(shí)，控制信號(hào)P是電源電壓VCC電平?？刂菩盘?hào)CT是接地電壓GND電平。隨著該控制信號(hào)CP的上升，通過電容元件C2的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平從負(fù)電壓-VCC上升到接地電壓GND電平。這時(shí)，在MOS晶體管PQ1中，漏極以及源極都是接地電壓GND電平，由于其柵極電位的上升而處于非導(dǎo)通狀態(tài)，在該MOS晶體管PQ1中沒有電流流過。
另外，在MOS晶體管PQ2中，只是節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平從負(fù)電壓-VCC上升到接地電壓GND電平，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平在接地電壓GND以下，在MOS晶體管PQ2中接地節(jié)點(diǎn)作為源極起作用，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
可以考慮在該節(jié)點(diǎn)ND2的電位上升時(shí)，在供給泵開始時(shí)等的過渡狀態(tài)時(shí)，維持比接地電壓GND電平還高的狀態(tài)(節(jié)點(diǎn)ND2作為源極起作用)。這種情況下，因?yàn)橥ㄟ^控制信號(hào)P的下降，把MOS晶體管PQ2設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)，所以因?yàn)楣?jié)點(diǎn)ND2可靠地向接地電壓電平方向放電，因而不會(huì)特別產(chǎn)生問題。
在該時(shí)刻t5，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平即使上升到接地電壓電平，由于節(jié)點(diǎn)ND3是負(fù)電壓-VCC，因而MOS晶體管NQ1維持非導(dǎo)通狀態(tài)。MOS晶體管NQ2即使變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，因?yàn)閮?nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平和輸出節(jié)點(diǎn)OD1的負(fù)電壓-VCC的電壓電平相等，所以MOS晶體管NQ2的柵極以及源極的電壓相等，維持非導(dǎo)通狀態(tài)，在其漏源之間沒有電流流過。
在時(shí)刻t6，如果把控制信號(hào)P降低到接地電壓GND電平，則由于電容元件C1的作用，節(jié)點(diǎn)ND1的電壓電平從接地電壓GND電平降低到負(fù)電壓-VCC電平。由于該節(jié)點(diǎn)ND1的電壓下降，MOS晶體管PQ2導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)ND2可靠地被設(shè)定在接地電壓GND電平。
在過渡期，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平即使被驅(qū)動(dòng)到比接地電壓GND電平還高的電壓電平的情況下，也可以使該節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平下降，在下一循環(huán)中，可以進(jìn)一步使節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平隨著控制信號(hào)CP降低，可以使輸出電壓電平下降。
在該節(jié)點(diǎn)ND2的電位降低時(shí)，在MOS晶體管PQ1中，因?yàn)榻拥毓?jié)點(diǎn)作為源極起作用，所以柵極以及源極為同一電位，MOS晶體管PQ1維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t8，1個(gè)供給泵動(dòng)作的周期T結(jié)束，再次重復(fù)從上述的時(shí)刻t0開始的動(dòng)作。
因而，在該圖1所示的電壓發(fā)生電路中，在供給泵動(dòng)作時(shí)，沒有無效電流流過，可以有效地利用電荷產(chǎn)生所希望的內(nèi)部電壓。
另外，交叉聯(lián)結(jié)MOS晶體管PQ1以及PQ2，各自通過電容元件的供給泵動(dòng)作設(shè)定它們的柵極電位，在把這些MOS晶體管PQ1以及PQ2設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)后，可以根據(jù)控制信號(hào)，使節(jié)點(diǎn)ND1以及ND2的電壓電平高速并且可靠地變化。
進(jìn)而，在上述的說明中，為了簡化說明，忽略內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的寄生電容的效果。當(dāng)在該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2中存在不能忽略的大的寄生電容的情況下，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓振幅因?yàn)楸入娫措妷篤CC還小，所以輸出節(jié)點(diǎn)OD1的輸出電壓的絕對值小。
另外，使確定內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電壓振幅的控制信號(hào)CP在電源電壓VCC和接地電壓GND之間變化。但是，如果不把基準(zhǔn)電壓設(shè)置為接地電壓GND，而設(shè)置為電壓Vr，把控制信號(hào)CP的電壓振幅設(shè)置為V，則輸出節(jié)點(diǎn)OD1的輸出電壓VOUT可以用下式(1)表示。
VOUT＝Vr-V…(1)通常，如上述的動(dòng)作說明那樣，基準(zhǔn)電壓Vr等于接地電壓GND(＝0V)，另外，因?yàn)橛砂央娫措妷篤CC和接地電壓GND作為動(dòng)作電源電壓使用的電路生成控制信號(hào)CP，所以如果假設(shè)電壓振幅V與電源電壓VCC相等，則上式(1)可以變形為下式(2)。
VOUT＝-VCC …(2)進(jìn)而，在上述的說明中，使控制信號(hào)P、CP以及CT全部在電源電壓VCC和接地電壓GND之間變化，設(shè)定它們的高電平以及低電平的電壓電平相等。但是，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND1、ND2以及ND3的電壓變化時(shí)，如果如防止和其電壓變化相反方向的電流流過那樣地滿足把MOS晶體管PQ1、PQ2、NQ1以及NQ2設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)這一條件，則這些控制信號(hào)P、CP以及CT各自的高電平以及低電平的電壓電平也可以相互不同。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例1，則使用交叉聯(lián)結(jié)的P通道MOS晶體管，通過電容元件的供給泵動(dòng)作確定這些柵極節(jié)點(diǎn)電位。另外，通過控制信號(hào)進(jìn)行輸出晶體管的導(dǎo)通/非導(dǎo)通狀態(tài)的設(shè)定，可以防止在電荷蓄積節(jié)點(diǎn)的電位變化時(shí)，流過不需要的電流，可以高效率地生成所希望的電平的電壓。
圖3是展示本發(fā)明的實(shí)施例2的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。該圖3所示的電壓發(fā)生電路把電源電壓VCC作為基準(zhǔn)電壓，產(chǎn)生比該電源電壓VCC還高的2·VCC的高電壓。
在圖3中，電壓發(fā)生電路包含連接在電源節(jié)點(diǎn)(基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn))PW和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)(第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn))ND11之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)(第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn))ND12連接的N通道MOS晶體管NQ11；連接在電源PW和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND11連接的N通道MOS晶體管NQ12；連接在接收第1控制信號(hào)PZ的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)(第1控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn))S11和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND11之間的電容元件(第1電容元件)C11；連接在接收控制信號(hào)CPZ的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)(第2控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn))S12和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12之間的電容元件(第2電容元件)C12。
控制信號(hào)PZ以及CPZ在電源電壓VCC和接地電壓GND之間變化。
電壓發(fā)生電路進(jìn)一步包含連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和輸出節(jié)點(diǎn)OD11之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)(第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn))ND13連接的P通道MOS晶體管(第3晶體管)PQ11；連接在內(nèi)部ND13和輸出節(jié)點(diǎn)OD11之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12連接的P通道MOS晶體管(第4晶體管)PQ12；連接在接收控制信號(hào)CTZ的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)(第3控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn))S13和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13之間的電容元件(第3電容元件)C13。
在上述的說明中，括弧內(nèi)的構(gòu)成要素表示和權(quán)利要求項(xiàng)所述的要素的對應(yīng)關(guān)系。另外，控制信號(hào)CTZ在電源電壓VCC和接地電壓GND之間變化。
在輸出節(jié)點(diǎn)OD11中，設(shè)置用于使該輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓穩(wěn)定的穩(wěn)定化電容C14。當(dāng)輸出節(jié)點(diǎn)OD11的負(fù)荷變動(dòng)小的情況下，不需要特意設(shè)置該穩(wěn)定化電容C14。
圖3所示的電壓發(fā)生電路和圖1所示的電壓發(fā)生電路的晶體管的導(dǎo)電型相反，并且和把接地節(jié)點(diǎn)替換為電源節(jié)點(diǎn)的電路等效?？刂菩盘?hào)PZ、CP以及CT分別是和圖1所示的控制信號(hào)P、CPZ以及CTZ相補(bǔ)的信號(hào)。
圖4是展示圖3所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。在圖4中，也為了簡化說明，展示輸出電壓處于2·VCC電壓電平的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的信號(hào)波形。以下，參照圖4說明圖3所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作。
在圖3所示的電壓發(fā)生電路中，如上所述，產(chǎn)生圖1所示的負(fù)電壓-VCC的電路的信號(hào)極性以及晶體管的導(dǎo)電型相反。因而，進(jìn)行同樣的動(dòng)作。即，防止無效電流流過。
在時(shí)刻t0，控制信號(hào)PZ是電源電壓VCC電平，控制信號(hào)CPZ是接地電壓GND電平，或者，控制信號(hào)CTZ是電源電壓VCC。在該狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)ND11處于高電壓2·VCC電壓電平，節(jié)點(diǎn)ND12是電源電壓VCC電平(穩(wěn)定狀態(tài)時(shí))。對于MOS晶體管NQ11，源極是電源節(jié)點(diǎn)PW，因?yàn)槠鋿艠O以及源極電壓相等，所以處于非導(dǎo)通狀態(tài)。
MOS晶體管NQ12即使柵極電位是高電壓2·VCC，由于其節(jié)點(diǎn)ND12以及電源節(jié)點(diǎn)PW的電壓電平相等，在MOS晶體管NQ12的漏源之間沒有電流流過。
節(jié)點(diǎn)ND13是高電壓2·VCC電平，MOS晶體管PQ11因?yàn)槠鋿艠O電位在源極以及漏極電位以上，所以維持非導(dǎo)通狀態(tài)。MOS晶體管PQ12在輸出電壓的穩(wěn)定化時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND12是電源電壓VCC電平，被設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)，另一方面，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)ND13和輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平相等，所以即使在該MOS晶體管PQ12上也沒有電流流過。
在供給泵動(dòng)作開始時(shí)的過渡狀態(tài)時(shí)，在輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓比最后電壓2·VCC電平還低的情況下，節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平如果是比節(jié)點(diǎn)ND13以及輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓還低的狀態(tài)，則MOS晶體管PQ12變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，電連接節(jié)點(diǎn)ND13和輸出節(jié)點(diǎn)OD11。但是，這種情況下，因?yàn)樵谔岣咻敵龉?jié)點(diǎn)OD11的電壓電平的方向上有電流流過，所以沒有任何妨礙輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓上升的無效電流流過。這時(shí)，在輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓和節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平不相等的狀態(tài)下流過MOS晶體管PQ12的電流停止。在MOS晶體管PQ11中，因?yàn)樵谠摖顟B(tài)下，輸出節(jié)點(diǎn)OD11作為源極起作用，所以柵極以及源極的電位相等，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t1，使控制信號(hào)PZ從電源電壓VCC電平下降到接地電壓GND電平。MOS晶體管NQ11是非導(dǎo)通狀態(tài)，通過電容元件C11的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND11的電壓電平從高電壓2·VCC降低到電源電壓VCC電平。這種情況下，節(jié)點(diǎn)ND12是電源電壓VCC電平，MOS晶體管NQ12變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)ND12的電位沒有任何變化，因而，在該狀態(tài)下，沒有任何無效電流流過。
在時(shí)刻t2，控制信號(hào)CPZ從節(jié)點(diǎn)電壓GND電平上升到電源電壓VCC電平，節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平從電源電壓VCC上升到高電壓2·VCC電平。在該狀態(tài)下，即使MOS晶體管NQ11變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，由于節(jié)點(diǎn)ND11和電源節(jié)點(diǎn)PW的電壓電平相等，而沒有電流流過。如果內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平成為高電壓2·VCC，則柵極電位變?yōu)樵礃O以及漏極電位以上，MOS晶體管PQ12可以可靠地設(shè)定在非導(dǎo)通狀態(tài)。MOS晶體管PQ11的柵極電位是高電壓2·VCC，即使節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平上升到2·VCC，由于節(jié)點(diǎn)ND12作為源極起作用，因而只是柵極以及源極電位相等，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在過渡狀態(tài)時(shí)，即使輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓比最終的高電壓2·VCC還低時(shí)，由于節(jié)點(diǎn)ND12的電位上升作用，MOS晶體管PQ12也處于非導(dǎo)通狀態(tài)。事先將輸出節(jié)點(diǎn)OD11和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13電連接，并設(shè)定在同一電壓電平，在MOS晶體管PQ11中，在該狀態(tài)下，其柵源間電壓是閾值電壓的絕對值以下，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
MOS晶體管NQ11、NQ12、PQ11以及PQ12是增強(qiáng)型晶體管，只在其柵源間電壓達(dá)到了閾值電壓的絕對值以上時(shí)，這些MOS晶體管NQ11、NQ12、PQ11以及PQ12處于導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t3，使控制信號(hào)CTZ從電源電壓VCC降低到接地電壓GND電平。隨著該控制信號(hào)CTZ的下降，通過電容元件C13的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平從高電壓2·VCC降低到電源電壓VCC電平，MOS晶體管PQ11的柵極電位比源極電位低很多，MOS晶體管PQ11導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)ND12和輸出節(jié)點(diǎn)OD11電聯(lián)結(jié)。
當(dāng)輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平比最后電壓2·VCC電平還低的情況下，從該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12向輸出節(jié)點(diǎn)OD11提供正電荷，輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平上升。在對該輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電荷供給動(dòng)作時(shí)，MOS晶體管PQ12的柵極電位在源極電位以上，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。因而，即使在這種情況下，也沒有任何無效電流流過。
在時(shí)刻t4，把控制信號(hào)CTZ從節(jié)點(diǎn)電壓GND電平提升到電源電壓VCC電平。通過電容元件C13的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平從電源電壓VCC上升到高電壓2·VCC電平。MOS晶體管PQ11的柵極電位變?yōu)樵礃O電位以上，MOS晶體管PQ11變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。
這時(shí)，可以認(rèn)為在過渡狀態(tài)時(shí)，在輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平比高電壓2·VCC還低時(shí)，MOS晶體管PQ12變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。但是，即使在這種情況下，從節(jié)點(diǎn)ND13向輸出節(jié)點(diǎn)OD11提供正電荷，使其輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平上升。
特別是在供給泵動(dòng)作初期的過渡狀態(tài)時(shí)，當(dāng)輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平比高電壓2·VCC低時(shí)，通常，節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平是比高電壓2·VCC還低的電壓電平，節(jié)點(diǎn)ND13的電壓也是和輸出節(jié)點(diǎn)OD11同等程度的電壓電平(事先在電荷轉(zhuǎn)送前，節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平被設(shè)定在和輸出節(jié)點(diǎn)同一電壓電平上)。因而，增強(qiáng)型的MOS晶體管PQ12在該狀態(tài)下，其柵源間電壓在閾值電壓的絕對值以下，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
即使在該過渡期中，MOS晶體管PQ11因?yàn)闁艠O電位也在源極(輸出節(jié)點(diǎn)OD11)以上而維持非導(dǎo)通狀態(tài)，所以沒有從輸出節(jié)點(diǎn)OD11向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12流過無效電流。
在時(shí)刻t5，使控制信號(hào)CPZ從電源電壓VCC降低到接地電位GND。通過電容元件C12的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平從高電壓2·VCC降低到電源電壓VCC電平。節(jié)點(diǎn)ND11是電源電壓VCC電平。MOS晶體管NQ12因?yàn)樵礃O和柵極的電位相等，所以維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
MOS晶體管PQ12的柵極電位比源極(輸出節(jié)點(diǎn)OD11)的電壓電平還低，為導(dǎo)通狀態(tài)，電連接輸出節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13。通過連接該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13和輸出節(jié)點(diǎn)，使其柵極以及源極的電位相等并使MOS晶體管PQ11維持在非導(dǎo)通狀態(tài)。因而，即使進(jìn)行內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的充電，也只有用于正確地對輸出節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)送所需要的電流流過，沒有任何無效電流流過。
另外，在過渡時(shí)，在因控制信號(hào)CPZ引起內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的升壓時(shí)，即使節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平處于比內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平還低的狀態(tài)，也使MOS晶體管PQ11維持在非導(dǎo)通狀態(tài)(把柵源間電壓維持在閾值電壓的絕對值以下)。
可以認(rèn)為在過渡狀態(tài)時(shí)，在輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓未達(dá)到最終電壓電平時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND12降低到比電源電壓VCC還低的電壓電平。這種情況下，節(jié)點(diǎn)ND11的電壓電平是電源電壓電平，節(jié)點(diǎn)ND12只有MOS晶體管NQ12的閾值電壓維持在比電源電壓VCC還低的電壓電平。這時(shí)只從電源節(jié)點(diǎn)PW經(jīng)由MOS晶體管NQ12提供流過的電流，只進(jìn)行電壓電平的補(bǔ)償，沒有任何無效電流流過。
在時(shí)刻t6，使控制信號(hào)PZ從接地電壓GND電平上升到電源電壓VCC電平。通過電容元件C11的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND11的電壓電平從電源電壓VCC上升到高電壓2·VCC電平，MOS晶體管NQ12導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)ND12被可靠地設(shè)定的電源電壓VCC電平。
因而，通過控制信號(hào)PZ、CPZ以及CTZ，在作為電荷蓄積節(jié)點(diǎn)起作用的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電源電壓的預(yù)充電、向高電壓2·VCC電平的充電以及對該充電電荷的輸出節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)送期間，沒有任何無效電流流過，可以高效率地利用電荷生成高電壓2·VCC。
進(jìn)而，在圖3所示的電壓發(fā)生電路中，也忽略內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的寄生電容的存在，當(dāng)在該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12中存在不能忽略的大的寄生電容的情況下，該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電壓振幅比電源電壓VCC還小，來自輸出節(jié)點(diǎn)OD11的輸出電壓處于比高電壓2·VCC還低的電壓電平。
一般，如果把控制信號(hào)CPZ的振幅設(shè)置成和前面的實(shí)施例1相同為V，把電源節(jié)點(diǎn)PW的電壓設(shè)置為VPW，則來自輸出節(jié)點(diǎn)OD11的輸出電壓VOUT可以用下式(3)表示。
VOUT＝VPW+V …(3)因而，根據(jù)需要的電壓電平確定控制信號(hào)CPZ的振幅。在圖3所示的構(gòu)成中，電源節(jié)點(diǎn)PW的電壓是電源電壓VCC，控制信號(hào)CPZ的振幅是電源電壓VCC，輸出電壓VOUT可以用下式(4)賦予。
VOUT＝2·VCC …(4)該控制信號(hào)PZ、CPZ以及CTZ的高電平以及低電平的電壓電平不需要相等，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的預(yù)充電、電荷供給以及電荷轉(zhuǎn)送時(shí)只要滿足可以可靠地設(shè)定上述MOS晶體管NQ11、NQ12、PQ11以及PQ12的導(dǎo)通/非導(dǎo)通狀態(tài)的條件，這些控制信號(hào)PZ、CPZ以及CTZ的高電平電壓以及低電平電壓也可以相互不同。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例2，則交叉聯(lián)結(jié)N通道MOS晶體管，利用電容元件的供給泵動(dòng)作進(jìn)行對電荷蓄積節(jié)點(diǎn)的電荷充電，可以在把MOS晶體管設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)后向電荷蓄積節(jié)點(diǎn)提供電荷，防止無效電流流動(dòng)，可以高效率地產(chǎn)生正的高電壓。
圖5是概略展示本發(fā)明的實(shí)施例3的內(nèi)部電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。在圖5中，內(nèi)部電壓發(fā)生電路包含根據(jù)重復(fù)信號(hào)0生成控制信號(hào)P、CP以及CT的控制信號(hào)發(fā)生電路1；根據(jù)來自控制信號(hào)發(fā)生電路1的控制信號(hào)P、CP以及CT發(fā)生負(fù)電壓-VCC的負(fù)電壓發(fā)生電路10；分別反轉(zhuǎn)控制信號(hào)P、CP以及CT而生成控制信號(hào)CT、CPZ以及PZ的反轉(zhuǎn)電路15；根據(jù)來自該反轉(zhuǎn)電路15的控制信號(hào)CTZ、CPZ以及PZ生成正電壓2·VCC的正電壓發(fā)生電路20。
負(fù)電壓發(fā)生電路10具有和圖1所示的電壓發(fā)生電路相同的構(gòu)成，正電壓發(fā)生電路20具備和圖3所示的電壓發(fā)生電路相同的構(gòu)成。通過針對該負(fù)電壓發(fā)生電路10以及正電壓發(fā)生電路20共通設(shè)置控制信號(hào)發(fā)生電路1，可以以小的占有面積高效率地生成所希望的電壓電平的內(nèi)部電壓-VCC以及2·VCC。
圖6是概略展示圖5所示的控制信號(hào)發(fā)生電路1的構(gòu)成的圖。在圖6中，控制信號(hào)發(fā)生電路1包含接收重復(fù)信號(hào)0的4段串聯(lián)連接的延遲電路30a-30d；接收延遲電路30a的輸出信號(hào)1的倒相器32a；接收延遲電路30c的輸出信號(hào)3的倒相器32b；接收倒相器32a的輸出信號(hào)和延遲電路32d的輸出信號(hào)4生成控制信號(hào)CP的OR電路33；接收延遲電路30b的輸出信號(hào)2和倒相器32b的輸出信號(hào)生成控制信號(hào)CT的AND電路34。
延遲電路30a-30d分別例如由偶數(shù)段的串聯(lián)連接的倒相器構(gòu)成，具有延遲時(shí)間DT。
圖7是展示圖6所示的控制信號(hào)發(fā)生電路1的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。以下，參照圖7說明圖6所示的控制信號(hào)發(fā)生電路1的動(dòng)作。
重復(fù)信號(hào)0是具有一定周期的信號(hào)，該重復(fù)信號(hào)0還作為預(yù)充電用的控制信號(hào)P使用。延遲電路30a-30d分別把被付與的信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間DT，分別生成延遲信號(hào)1-4。
OR電路33接收倒相器32a的輸出信號(hào)和延遲電路30d的輸出信號(hào)4生成電荷蓄積用控制信號(hào)CP。因而，該控制信號(hào)CP成為低電平期間就是延遲電路30d的輸出信號(hào)4是低電平并且延遲電路30a的輸出信號(hào)1是高電平的期間。因而，如果延遲電路30a的輸出信號(hào)1上升到高電平則控制信號(hào)CP下降到低電平，如果延遲電路30a的輸出信號(hào)4上升到高電平則它也上升到高電平。因而，該控制信號(hào)CP在期間3·DT期間成為低電平。
來自AND電路34的電荷轉(zhuǎn)送用的控制信號(hào)CT在延遲電路30b的輸出信號(hào)2處于高電平并且倒相器32b的輸出信號(hào)在高電平時(shí)變?yōu)楦唠娖?。因而，該控制信?hào)CT在延遲電路30b的輸出信號(hào)2上升到高電平時(shí)變?yōu)楦唠娖?，在延遲電路30a的輸出信號(hào)3處于高電平時(shí)變?yōu)榈碗娖?。該控制信?hào)CT在期間DT間處于高電平。
進(jìn)而，該延遲電路30a-30d的輸出信號(hào)1-4各自的高電平是電源電壓VCC電平，另外，各個(gè)低電平是接地電壓GND電平。這種情況下，對于控制信號(hào)P、CP以及CT，高電平是電源電壓VCC電平，低電平是接地電壓GND電平的信號(hào)。通過變更該控制信號(hào)發(fā)生電路1的動(dòng)作電源電壓電平，可以變更控制信號(hào)P、CP以及CT的振幅以及高電平以及低電平的電位。
可以從內(nèi)部的振蕩電路生成重復(fù)信號(hào)0，為了信號(hào)轉(zhuǎn)送或者動(dòng)作循環(huán)設(shè)定等，也可以使用從外部重復(fù)付與的時(shí)鐘信號(hào)。
正電壓發(fā)生電路20根據(jù)反轉(zhuǎn)這些控制信號(hào)P、CP以及CT的控制信號(hào)PZ、CPZ以及CTZ動(dòng)作。通過利用這些控制信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)在圖2以及圖4所示的時(shí)間圖中的控制信號(hào)的相位關(guān)系，在把MOS晶體管設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)后進(jìn)行供給泵動(dòng)作，可以在用于內(nèi)部電壓產(chǎn)生的電荷蓄積后把電荷轉(zhuǎn)送用的MOS晶體管設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。
進(jìn)而，在圖6所示的控制信號(hào)發(fā)生電路1的構(gòu)成中，延遲電路30a-30d具有同樣的延遲時(shí)間DT。但是，只要滿足以下的控制信號(hào)發(fā)生順序，這些延遲電路30a-30d的延遲時(shí)間也可以不同。即，在預(yù)充電用的控制信號(hào)P的電壓電平變化經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后，預(yù)充電用的控制信號(hào)CP變化，接著，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后電荷轉(zhuǎn)送用的控制信號(hào)CT的電壓電平變化，可以進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)送。在該電荷轉(zhuǎn)送用的控制信號(hào)CT變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)時(shí)，只要電荷蓄積用的控制信號(hào)CP的邏輯電平變化，其后預(yù)充電用的控制信號(hào)CP的電壓電平變化，也可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行預(yù)充電這一動(dòng)作順序。
進(jìn)而，在圖5所示的內(nèi)部電壓發(fā)生電路中都設(shè)置負(fù)電壓發(fā)生電路10以及正電壓發(fā)生電路20，生成負(fù)電壓-VCC以及正電壓2·VCC。但是，即使只設(shè)置負(fù)電壓發(fā)生電路10或者正電壓發(fā)生電路20的情況下，通過利用該控制信號(hào)發(fā)生電路1，可以高效率地產(chǎn)生所希望電壓電平的內(nèi)部電壓。另外，這些內(nèi)部電壓也可以是和-VCC以及2·VCC不同的電壓電平。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例3，則串聯(lián)連接延遲電路，邏輯處理所希望的相位關(guān)系的信號(hào)，生成電荷預(yù)充電、充電以及轉(zhuǎn)送用的控制信號(hào)，可以以簡單的電路構(gòu)成，并容易地生成用于產(chǎn)生內(nèi)部電壓的供給泵動(dòng)作控制信號(hào)。
圖8是展示本發(fā)明的實(shí)施例4的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。該圖8所示的電壓發(fā)生電路相對圖1所示的電壓發(fā)生電路，在輸出節(jié)點(diǎn)OD1和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間進(jìn)一步設(shè)置放大生成的內(nèi)部電壓的絕對值的電壓驅(qū)動(dòng)段40。
該輸出節(jié)點(diǎn)OD1的前段的負(fù)電壓發(fā)生單元的構(gòu)成和圖1所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注同一參照號(hào)碼，省略其詳細(xì)說明。
電壓驅(qū)動(dòng)段40包含連接在接收控制信號(hào)P的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S31和輸出節(jié)點(diǎn)OD1之間的電容元件C20；連接在內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間并且其柵極連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND30上的N通道MOS晶體管NQ31；連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND30和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間并且其柵極連接在內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1上的N通道MOS晶體管NQ32；連接在接收控制信號(hào)CTF的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S32和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND30之間的電容元件C21。
在該最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD1上，和實(shí)施例1一樣，連接穩(wěn)定電容C4。但是，當(dāng)輸出負(fù)荷變動(dòng)小的情況下，也可以不特別設(shè)置該穩(wěn)定電容C4。
控制信號(hào)CTF在從內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1向最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD提供負(fù)電荷時(shí)被激活。控制信號(hào)P、CP以及CT和實(shí)施例1的控制信號(hào)相同。
圖9是展示圖8所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作的定時(shí)圖。以下，參照圖9，說明圖8所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作。在圖9中，也展示在周期2·T的期間的穩(wěn)定狀態(tài)下的信號(hào)波形。另外，在以下的說明中，說明穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作。即使在供給泵動(dòng)作初始的過渡時(shí)，也只是各節(jié)點(diǎn)的電壓電平不同，可以進(jìn)行和穩(wěn)定狀態(tài)大致相同的動(dòng)作。
控制信號(hào)P、CP以及CT和實(shí)施例1相同，因而，輸出節(jié)點(diǎn)OD1前段的電路動(dòng)作自身實(shí)際上和實(shí)施例1的情況相同。但是，因?yàn)閮?nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓振幅和實(shí)施例1不同，所以內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3的電壓變化和實(shí)施例1的情況不同。
在時(shí)刻t10，控制信號(hào)P、CT被設(shè)定在低電平，另一方面，控制信號(hào)CP被設(shè)定在高電平。在該狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)ND1是負(fù)電壓-VCC，輸出節(jié)點(diǎn)OD1是負(fù)電壓-2VCC電平。因而，節(jié)點(diǎn)ND1被驅(qū)動(dòng)為負(fù)電壓-VCC電平，節(jié)點(diǎn)ND2被預(yù)充電至接地電壓GND電平。另外，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1是負(fù)電壓-2·VCC，MOS晶體管NQ2處于導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3和內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1電連接，被維持在同一電壓電平。
通過把該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3和內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1設(shè)定為同一電壓電平，把MOS晶體管NQ1維持在非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t11，如果控制信號(hào)P從接地電壓GND上升到電源電壓VCC電平，則節(jié)點(diǎn)ND1由電容元件C1驅(qū)動(dòng)到接地電壓GND電平，節(jié)點(diǎn)ND2的預(yù)充電動(dòng)作結(jié)束。這時(shí)，由于電容元件C20，輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平從-2·VCC上升到電壓-VCC電平。這種情況下，節(jié)點(diǎn)ND2是接地電壓GND電平，MOS晶體管NQ2維持導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平和內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平相等，成為負(fù)電壓-VCC電平。
另外，對于MOS晶體管NQ1，柵極(節(jié)點(diǎn)ND3)以及源極(內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1)的電位相同，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t12，控制信號(hào)CP從電源電壓VCC電平下降的接地電壓GND電平，節(jié)點(diǎn)ND2被驅(qū)動(dòng)為負(fù)電壓-VCC電平，N通道MOS晶體管NQ2被設(shè)定在非導(dǎo)通狀態(tài)。在該狀態(tài)下，MOS晶體管NQ1也是節(jié)點(diǎn)ND2是負(fù)電壓-VCC電平，在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)柵極、源極以及漏極電位全部相同，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。另外，在過渡時(shí)，和實(shí)施例1一樣其柵源之間電壓在閾值電壓以下，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t13，控制信號(hào)CT從接地電壓GND上升到電源電壓VCC電平，節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平從負(fù)電壓-VCC上升到接地電壓GND電平。MOS晶體管NQ1處于導(dǎo)通狀態(tài)，電連接節(jié)點(diǎn)ND2以及輸出節(jié)點(diǎn)OD1使內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2和內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平相等。但是，輸出節(jié)點(diǎn)OD1在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，預(yù)先被預(yù)充電到負(fù)電壓-VCC電平，MOS晶體管NQ1的漏極以及源極電位相同，在穩(wěn)定狀態(tài)下沒有電流流過。
在時(shí)刻t14，控制信號(hào)CT從電源電壓VCC電平下降到接地電壓GND電平，節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平從接地電壓GND降低到負(fù)電壓-VCC電平。與此對應(yīng)，MOS晶體管NQ1變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)ND2以及內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1分離。MOS晶體管NQ2在穩(wěn)定狀態(tài)下，柵極、漏極以及源極是同電位，沒有電流流動(dòng)。
在時(shí)刻t15，控制信號(hào)CP從接地電壓GND上升到電源電壓VCC電平，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平從負(fù)電壓-VCC上升到接地電壓GND電平。通過該節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平的上升，MOS晶體管PQ1處于非導(dǎo)通狀態(tài)，準(zhǔn)備下一預(yù)充電動(dòng)作。
另外，MOS晶體管NQ2導(dǎo)通，電連接內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3和內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平成為內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平的負(fù)電壓-VCC，對于MOS晶體管NQ1，柵極以及源極的電壓相等而維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t16，控制信號(hào)P如果從電源電壓VCC電平下降到接地電壓GND電平，則節(jié)點(diǎn)ND1從接地電壓GND電平下降到負(fù)電壓-VCC。這時(shí)還由于電容元件C20的作用，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1也從較高負(fù)電壓-VCC電平，下降到較低負(fù)電壓-2·VCC電平。節(jié)點(diǎn)ND2是接地電壓GND電平，因?yàn)镸OS晶體管NQ2導(dǎo)通，所以節(jié)點(diǎn)ND3和內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1是同一電平，MOS晶體管NQ1被維持在非導(dǎo)通狀態(tài)。因而，節(jié)點(diǎn)ND2即使是接地電壓GND電平，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1也降低到較低的負(fù)電壓-2·VCC電平，同樣，節(jié)點(diǎn)ND3也降低到低的負(fù)電壓-2·VCC電平。
這種情況下，因?yàn)橥ㄟ^MOS晶體管NQ2的作用，在MOS晶體管NQ1的柵極上電聯(lián)結(jié)源極，所以MOS晶體管NQ1高速地變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，幾乎沒有電流流動(dòng)，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1可靠地降低到負(fù)電壓-2·VCC電平。
這時(shí)，認(rèn)為在過渡等時(shí)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND30的電壓電平比內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平還高。但是，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND30和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD1暫時(shí)電連接，在這種狀態(tài)下的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND30和內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平的差小，MOS晶體管NQ1由于其閾值電壓，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t17，控制信號(hào)CTF從接地電壓GND電平上升到電源電壓VCC電平，節(jié)點(diǎn)ND30的電壓電平從低負(fù)電壓-2·VCC上升到高負(fù)電壓-VCC。據(jù)此，MOS晶體管NQ31導(dǎo)通，輸出節(jié)點(diǎn)OD1和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD1電聯(lián)結(jié)。最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD1的電壓電平當(dāng)比低負(fù)電壓-2·VCC還高的情況下，從該內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1向最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD提供負(fù)電荷。在該電荷轉(zhuǎn)送時(shí)，對于MOS晶體管NQ2，柵極電位是源極電位(最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD)而維持非導(dǎo)通狀態(tài)，可以高效率地從內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1向最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD轉(zhuǎn)送電荷。
在時(shí)刻t18，使控制信號(hào)P從接地電壓GND上升到電源電壓VCC電平。與此對應(yīng)，節(jié)點(diǎn)ND1從高負(fù)電壓-VCC恢復(fù)到接地電壓GND電平，另外輸出節(jié)點(diǎn)OD1也從低負(fù)電壓-2·VCC上升到高負(fù)電壓-VCC。這時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND2是接地電壓電平，節(jié)點(diǎn)ND3和輸出節(jié)點(diǎn)OD1一樣，其電壓電平從低負(fù)電壓-2·VCC上升到負(fù)電壓-VCC。
在時(shí)刻t19以后，重復(fù)進(jìn)行上述的動(dòng)作。
進(jìn)而，在使輸出節(jié)點(diǎn)OD1降低到低負(fù)電壓-2·VCC，與此對應(yīng)節(jié)點(diǎn)ND3也降低到低負(fù)電壓-2·VCC時(shí)，通過使電容元件C20的電容值比電容元件C3的電容值還大很多，可以可靠并且高速地根據(jù)輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平使節(jié)點(diǎn)ND3變化。
進(jìn)而，在供給泵動(dòng)作開始初期時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓處于在-VCC和-2·VCC之間變化的狀態(tài)后，最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD1的電壓降低到-2·VCC。該過渡時(shí)的電壓驅(qū)動(dòng)段40的動(dòng)作和在實(shí)施例1中說明的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作一樣。
該電壓驅(qū)動(dòng)段40具有和產(chǎn)生前段的-VCC發(fā)生電路的負(fù)電壓-VCC的電路的輸出段(電荷轉(zhuǎn)送段)一樣的構(gòu)成。因而，不產(chǎn)生無效電流，可以高效率地產(chǎn)生低負(fù)電壓-2·VCC。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例4，則在產(chǎn)生高負(fù)電壓-VCC的電路的輸出段上進(jìn)一步連接輸出節(jié)點(diǎn)的供給泵電容，并且配置和-VCC發(fā)生電路的輸出段相同構(gòu)成的輸出段(電荷轉(zhuǎn)送段)構(gòu)成電壓驅(qū)動(dòng)段，可以高效率地利用電荷，以低消耗電力產(chǎn)生-2·VCC的負(fù)電壓。
圖10A是概略展示本發(fā)明的實(shí)施例5的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。圖10A所示的電壓發(fā)生電路包含串聯(lián)連接在節(jié)點(diǎn)ND2和輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間的電荷轉(zhuǎn)送段XFN1至XFNn。
在節(jié)點(diǎn)ND1以及ND2上，以交叉聯(lián)結(jié)的狀態(tài)在分別與接地之間連接P通道MOS晶體管PQ1以及PQ2。節(jié)點(diǎn)ND1經(jīng)由電容元件C1接收預(yù)充電用控制信號(hào)P，節(jié)點(diǎn)ND2經(jīng)由電容元件C2接收電荷生成用控制信號(hào)CP。該MOS晶體管PQ1以及PQ2和電容元件C1以及C2的構(gòu)成和前面的圖1以及圖8所示的構(gòu)成相同，通過控制信號(hào)P以及CP使節(jié)點(diǎn)ND1以及ND2在接地電壓GND和負(fù)電壓-VCC之間變化。
在電荷轉(zhuǎn)送段XFN1到XFNn-1的輸出節(jié)點(diǎn)OD1到Odn-1上，分別連接電容元件CK1至CKn-1。設(shè)置在奇數(shù)段的電荷轉(zhuǎn)送段XFN1的輸出節(jié)點(diǎn)OD1、……ODn-1上的電容元件CQ1、…CQn-1經(jīng)由控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S1接收控制信號(hào)P。向設(shè)置在偶數(shù)段的電荷轉(zhuǎn)送段XFN2……的輸出節(jié)點(diǎn)OD2上的電容元件CQ2……經(jīng)由控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S2付與控制信號(hào)CP。向電荷轉(zhuǎn)送段XFN1到XFNn交替付與控制信號(hào)CT以及CTF。被設(shè)置在該電荷轉(zhuǎn)送段和其輸入節(jié)點(diǎn)(前段的電荷轉(zhuǎn)送段的輸出節(jié)點(diǎn))上的電容元件構(gòu)成電壓驅(qū)動(dòng)段。
在最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD上連接穩(wěn)定化電容元件C4。如果最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD的電壓穩(wěn)定，則不需要特別設(shè)置該穩(wěn)定化電容元件C4。
圖10(B)是展示電荷轉(zhuǎn)送段XFN1到XFNn的構(gòu)成的圖。從這些電荷轉(zhuǎn)送段XFN1到XFNn都維持同一構(gòu)成，在圖10B中，用1個(gè)電荷轉(zhuǎn)送段XFN概括表示這些電荷轉(zhuǎn)送段XFN1到XFNn。
電荷轉(zhuǎn)送段XFN包含連接在輸入節(jié)點(diǎn)NDI和輸出節(jié)點(diǎn)NDO之間的N通道MOS晶體管NQa；連接在輸出節(jié)點(diǎn)NDO和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDA之間并且其柵極與輸入節(jié)點(diǎn)NDI連接的N通道MOS晶體管NQb；連接在控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)Sa和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDA之間的電容元件Ca。
該電荷轉(zhuǎn)送段XFN和圖8所示的電荷驅(qū)動(dòng)段40的除了電容元件C20外的構(gòu)成等價(jià)。向控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)Sa付與電荷轉(zhuǎn)送控制用的控制信號(hào)CT或者CTF。在這些電荷轉(zhuǎn)送段XFN1到XFNn中，通過交替進(jìn)行該輸入NDI的預(yù)充電以及電荷轉(zhuǎn)送，可以使電荷轉(zhuǎn)送段XFN1到XFNn分別產(chǎn)生-VCC的電壓下降，可以在最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD上產(chǎn)生-n·VCC的電壓。
圖11是展示圖10A以及10B所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作的定時(shí)圖。在圖11中，表示電荷轉(zhuǎn)送段XFNi-1、XFNi以及XFNi+1的輸出節(jié)點(diǎn)以及內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的信號(hào)波形。向電荷轉(zhuǎn)送XFNi-1的電容元件Ca付與控制信號(hào)CTF，向電荷轉(zhuǎn)送段XFNi的電容元件Ca付與控制信號(hào)CT，向電荷轉(zhuǎn)送段XFNi+1的電容元件Ca付與控制信號(hào)CTF。以下，參照圖11，說明該圖10A以及10B所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作。
如果控制信號(hào)P從接地電壓GND上升到電源電壓VCC，則電荷轉(zhuǎn)送段XFNi-1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi-1由于對應(yīng)的電容元件CKi-2的供給泵動(dòng)作，其電壓電平上升。這種情況下，從負(fù)電壓-(i-1)·VCC變化到負(fù)電壓(i-2)·VCC。在該狀態(tài)下，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDAi-1是電壓-(i-1)·VCC，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi-1中，MOS晶體管NQa維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
同樣，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi+1中，也是針對輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1根據(jù)控制信號(hào)P進(jìn)行供給泵動(dòng)作，其電壓電平從-(i+1)·VCC變化到-i·VCC。該電荷轉(zhuǎn)送段XFNi+1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1與電荷轉(zhuǎn)送段XFNi的輸出節(jié)點(diǎn)ODi對應(yīng)。這種情況下，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi中，因?yàn)镸OS晶體管NQb處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以，節(jié)點(diǎn)NDIi從電壓-(i+1)·VCC變化到-i·VCC。在該狀態(tài)中，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi中，對于MOS晶體管NQa，也因?yàn)闁艠O電位比其源極電位還低，所以維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
如果控制信號(hào)CP從電源電壓VCC降低到接地電壓GND電平，則在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi中，通過電容元件CKi的供給泵動(dòng)作，輸入節(jié)點(diǎn)NDIi從-(i-1)·VCC變化到-i·VCC。這時(shí)，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi-1中，節(jié)點(diǎn)NDIi-1是電壓-(i-2)·VCC電平，MOS晶體管NQb是導(dǎo)通狀態(tài)，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi-1中，節(jié)點(diǎn)NDAi-1的電壓電平從電壓-(i-1)·VCC變化到-i·VCC。
以下，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，控制信號(hào)CT被驅(qū)動(dòng)到電源電壓VCC電平，在轉(zhuǎn)送段FNi中內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDAi通過電容元件Ca的供給泵動(dòng)作，從電壓-(i+1)VCC上升到-i·VCC，MOS晶體管NQa導(dǎo)通。由此，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi中，進(jìn)行經(jīng)由MOS晶體管NQa的電荷的驅(qū)動(dòng)。在該狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)NDi+1是電壓-i·VCC電平，電荷轉(zhuǎn)送段XFNi的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi的電壓電平和電荷轉(zhuǎn)送段XFNi+1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1的電壓電平相等。
如果該控制信號(hào)CT再次下降到接地電壓電平，則在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi中，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDAi只下降電源電壓VCC，其電壓電平變?yōu)?i·VCC，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi中，MOS晶體管NQa變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。
以下，控制信號(hào)CP從接地電壓GND電平上升到電源電壓VCC電平，電荷轉(zhuǎn)送段XFNi的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi的電壓電平上升，與此對應(yīng)電荷轉(zhuǎn)送段XFNi-1的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDAi-1也對應(yīng)于節(jié)點(diǎn)NDIi的電壓電平，經(jīng)由MOS晶體管NQb上升，被設(shè)定在電壓-(i-1)·VCC電平。
根據(jù)控制信號(hào)CP，同樣，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi+1中也是內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDAi+1的電壓電平降低，在其輸出節(jié)點(diǎn)ODi+1的電壓電平降低時(shí)，可靠地把對應(yīng)的MOS晶體管NQa設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)。
控制信號(hào)P如果在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后從電源電壓VCC降低到接地電壓GND電平，則在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi+1中，對其輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1進(jìn)行電容元件的供給泵動(dòng)作，其電壓電平從-i·VCC降低到-(i+1)·VVC。該電壓下降經(jīng)由MOS晶體管NQb傳遞到電荷轉(zhuǎn)送段XFNi的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDAi，其MOS晶體管NQb被可靠地設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)。
以下，進(jìn)一步在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，控制信號(hào)CTF在規(guī)定期間成為電源電壓VCC，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi-1以及XFNi+1中，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDAi-1以及NDAi+1的電壓電平只上升電壓VCC，對應(yīng)的MOS晶體管NQa導(dǎo)通，進(jìn)行電荷的轉(zhuǎn)送。
這時(shí)，在電荷轉(zhuǎn)送段XFNi中，因?yàn)閮?nèi)部節(jié)點(diǎn)NDAi的電壓電平和電荷轉(zhuǎn)送段XFNi+1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1，即電荷轉(zhuǎn)送段XFNi的輸出節(jié)點(diǎn)的ODi的電壓電平相等，所以MOS晶體管NQa維持非導(dǎo)通狀態(tài)，防止在該電荷轉(zhuǎn)送段XFNi中的電流的逆流。
因而，串聯(lián)連接該電荷轉(zhuǎn)送段XFN1至NFNn，根據(jù)在這些電荷轉(zhuǎn)送段中被相位控制的控制信號(hào)交替進(jìn)行其輸入節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的充電，可靠地防止電流的逆流，可以降低每個(gè)電壓VCC的產(chǎn)生電壓。當(dāng)設(shè)置n個(gè)電荷轉(zhuǎn)送段XFN1到XFNn時(shí)，在輸出節(jié)點(diǎn)FOD中生成電壓-n·VCC。由此，可以產(chǎn)生所希望的電壓電平的負(fù)電壓，即使在低電源電壓下，也可以以低消耗電力穩(wěn)定地發(fā)生所需要的電壓電平。
圖12是概略展示在圖10A以及10B所示的電壓發(fā)生電路中使用的控制信號(hào)的電路構(gòu)成的圖。該圖12所示的控制信號(hào)發(fā)生電路，除了圖6所示的控制信號(hào)發(fā)生電路的構(gòu)成外，還進(jìn)一步設(shè)置接收延遲電路30d的輸出信號(hào)4和倒相器32b的輸出信號(hào)生成控制信號(hào)CTF的AND電路45。該圖12所示的控制信號(hào)發(fā)生電路的另一構(gòu)成和圖6所示的控制信號(hào)發(fā)生電路的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注同一參照號(hào)碼，并省略其詳細(xì)說明。
在圖12所示的控制信號(hào)發(fā)生電路的構(gòu)成中，AND電路45在延遲電路30d的輸出信號(hào)4是高電平，并且倒相器32b的輸出信號(hào)是高電平時(shí)，控制信號(hào)CTF為高電平。因而，如圖13所示，在延遲電路30c的輸出信號(hào)3是低電平并且延遲電路30d的輸出信號(hào)4是高電平時(shí)，控制信號(hào)CTF是高電平。從與圖6所示的電路相同的部分輸出其他的控制信號(hào)P、CP、CT具有相同的時(shí)間關(guān)系。通過利用該圖12所示的控制電路，可以正確地在各電荷轉(zhuǎn)送段中向輸入節(jié)點(diǎn)提供負(fù)電荷，在完成了電荷轉(zhuǎn)送準(zhǔn)備時(shí)，付與電荷轉(zhuǎn)送用的控制信號(hào)，可以把電荷轉(zhuǎn)送到輸出節(jié)點(diǎn)，還可以防止電流的逆流。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例5，則串聯(lián)連接多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送段，對各電荷轉(zhuǎn)送段交替執(zhí)行電荷轉(zhuǎn)送以及輸入節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電，可以以低消耗電流生成低的負(fù)電壓。
圖14是展示采用本發(fā)明的實(shí)施例6的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。該圖14所示的電壓發(fā)生電路，除了圖3所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成外，還包含根據(jù)控制信號(hào)PZ以及CTFZ，把輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電荷傳遞到最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD的電壓驅(qū)動(dòng)段50。
該電壓驅(qū)動(dòng)段50包含針對內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11，根據(jù)控制信號(hào)PZ進(jìn)行供給泵動(dòng)作的電容元件CC；根據(jù)控制信號(hào)CTFZ把該電容元件CC的充電電荷傳遞到最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD的電荷轉(zhuǎn)送段XFP。
電荷轉(zhuǎn)送段XFP包含連接在內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDB連接的P通道MOS晶體管PQa；連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDB和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)OD11連接的P通道MOS晶體管PQb；連接在接收控制信號(hào)CTFZ的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S52和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDB之間的電容元件Cb。該電荷轉(zhuǎn)送段XFP的輸入節(jié)點(diǎn)PDI與內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11連接，其輸出節(jié)點(diǎn)PDO與最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD連接。
該圖14所示的電壓發(fā)生電路的產(chǎn)生輸出節(jié)點(diǎn)OD11前段的電壓2·VCC的電路由產(chǎn)生電壓升壓用的電荷的部分、轉(zhuǎn)送該升壓用的電荷的部分構(gòu)成，這些電荷發(fā)生單元以及電荷轉(zhuǎn)送單元的構(gòu)成和圖3所示的電路相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注同一參照符號(hào)，省略其詳細(xì)說明。
圖15是展示圖14所示的電壓發(fā)生電路的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。以下，參照圖15說明該圖14所示的電壓發(fā)生電路的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作。
圖14所示的電壓發(fā)生電路與改變了圖8所示的電壓發(fā)生電路的晶體管的導(dǎo)電型以及控制信號(hào)的極性以及電壓極性后的電路相同。在該圖14所示的電壓發(fā)生電路中，節(jié)點(diǎn)ND12的電荷供給泵動(dòng)作和圖3所示的電路基本相同，根據(jù)控制信號(hào)CPZ通過電容元件C12，節(jié)點(diǎn)ND12在電源電壓VCC和高電壓2·VCC之間變化。內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11通過電容元件CC的供給泵動(dòng)作，依照控制信號(hào)PZ其電壓電平變化。因而，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11在電壓2·VCC和電壓3·VCC之間變化。因?yàn)槠鋬?nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平變化到3·VCC，所以內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平也在電源電壓VCC、高電壓2·VCC以及3·VCC之間變化。
在時(shí)刻t11，如果控制信號(hào)PZ從電源電壓VCC降低到接地電壓GND，則通過電容元件CC的供給泵動(dòng)作，輸出節(jié)點(diǎn)OD11被設(shè)定在電壓2·VCC電平。這時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND12是電源電壓VCC電平，因?yàn)镸OS晶體管PQ12處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平也和內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11一樣，成為電壓2·VCC電平。因而，對于MOS晶體管PQ1，柵極以及源極變?yōu)橥娢唬幱诜菍?dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t12，如果控制信號(hào)CPZ上升到電源電壓VCC，則節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平變?yōu)楦唠妷?·VCC電平。由此，MOS晶體管PQ12變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)，MOS晶體管PQ11也是柵極、漏極以及源極全部是同電壓電平，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在電壓驅(qū)動(dòng)段50中，控制信號(hào)CTFZ的電壓電平是電源電壓VCC電平，節(jié)點(diǎn)NDB是3·VCC電平，MOS晶體管PQa處于非導(dǎo)通狀態(tài)。MOS晶體管PQb雖然內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11是電壓2·VCC電平，維持非導(dǎo)通狀態(tài)，但節(jié)點(diǎn)NDB以及最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD是同一電壓電平，沒有電流經(jīng)過MOS晶體管PQa流動(dòng)。
在時(shí)刻t13，如果控制信號(hào)CTZ從電源電壓VCC降低到接地電壓GND電平，則節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平從電壓2·VCC降低到電源電壓VCC電平。因而，MOS晶體管PQ11導(dǎo)通，在內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12之間轉(zhuǎn)送電荷。在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平相等時(shí)該電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作結(jié)束。
另外，在電荷轉(zhuǎn)送時(shí)，MOS晶體管PQ12因?yàn)闁艠O以及源極被設(shè)定在同一電壓電平所以維持非導(dǎo)通狀態(tài)。另外，在該電荷轉(zhuǎn)送時(shí)，節(jié)點(diǎn)NDB的電壓電平是3·VCC，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓是2·VCC，電荷轉(zhuǎn)送用的P通道MOS晶體管PQa維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t14，控制信號(hào)CPZ從接地電壓上升到電源電壓VCC電平，因而節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平從電源電壓VCC上升到高電壓2·VCC，MOS晶體管PQ11變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)，對于MOS晶體管PQ12，節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平是2·VCC，由于其閾值電壓，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t15，如果控制信號(hào)CPZ從電源電壓VCC降低到接地電壓GND，則由于電容元件C12的供給泵動(dòng)作節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平從高電壓2·VCC降低到電源電壓VCC電平。節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平降低到電源電壓VCC電平，如果P通道MOS晶體管PQ12導(dǎo)通，則即使節(jié)點(diǎn)ND13以及內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD11電連接，其電壓電平也相等是2·VCC電平，在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)沒有電流流動(dòng)。對于MOS晶體管PQ11，柵極以及源極變?yōu)橥浑娢?，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t16，使控制信號(hào)PZ從接地電壓GND上升到電源電壓VCC電平，使節(jié)點(diǎn)ND11上升到電源電壓VCC電平，把節(jié)點(diǎn)ND12可靠地預(yù)充電至電源電壓VCC電平。
由于控制信號(hào)PZ的上升，電容元件CC進(jìn)行供給泵動(dòng)作，使輸出節(jié)點(diǎn)OD11從電壓2·VCC上升到電壓3·VCC電平。如果該輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平上升到3·VCC電平，則節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平是電源電壓VCC電平，MOS晶體管PQ12導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)ND13也上升到電壓3-VCC電平，MOS晶體管PQ11維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t17，如果使控制信號(hào)CTFZ從電源電壓VCC降低到接地電壓GND電平，則由于電容元件Cb的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)NDb的電壓電平從電壓3-VCC降低到電壓2·VCC電平，MOS晶體管PQa導(dǎo)通，從輸出節(jié)點(diǎn)OD11向最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD轉(zhuǎn)送電荷，使該最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD的電壓電平可靠地維持在3·VCC電平。在該電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)，節(jié)點(diǎn)NDB是電壓2·VCC電平，另外，輸出節(jié)點(diǎn)OD11以及最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD是同一電壓電平，因?yàn)榕c節(jié)點(diǎn)NDB相比電壓電平高，所以MOS晶體管PQb維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t18，如果使控制信號(hào)CTFZ再次從接地電壓GND上升到電源電壓VCC電平，則由于電容元件Cb的供給泵動(dòng)作節(jié)點(diǎn)NDB的電壓電平上升，變?yōu)殡妷?·VCC，MOS晶體管PQa變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t19，如果控制信號(hào)PZ從電源電壓VCC降低到接地電壓GND電平，則輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平降低，變?yōu)?·VCC。這時(shí)，因?yàn)镸OS晶體管PQ12處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平從3·VCC降低到電壓2·VCC電平。以后，重復(fù)執(zhí)行該動(dòng)作。
因而，設(shè)置1段電壓驅(qū)動(dòng)段50，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電動(dòng)作期間預(yù)充電輸出節(jié)點(diǎn)，通過轉(zhuǎn)送電荷，可以把該輸出節(jié)點(diǎn)的電壓只提高電壓VCC，可以在最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD上產(chǎn)生3·VCC的電壓。
進(jìn)而，在上述的說明中，為了簡化說明，不說明供給泵動(dòng)作初期的過渡時(shí)的動(dòng)作。但是，進(jìn)行和實(shí)施例4的產(chǎn)生負(fù)電壓-2·VCC的電路的情況一樣的動(dòng)作，利用增強(qiáng)型晶體管的閾值電壓，防止無效電流的產(chǎn)生，使最終輸出電壓的電壓電平徐徐上升。
進(jìn)而，當(dāng)最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD的負(fù)荷變化小的情況下，不需要特別設(shè)置最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD上的穩(wěn)定化電容C4。
另外，可以通過反轉(zhuǎn)圖12所示的控制信號(hào)發(fā)生電路的輸出信號(hào)生成控制信號(hào)PZ、CPZ、CTZ以及CTFZ。
因而，和實(shí)施例2一樣，這些控制信號(hào)PZ、CPZ、CTZ以及CTFZ不需要在接地電壓GND和電源電壓VCC之間變化，只要滿足構(gòu)成要素的MOS晶體管的通/斷條件，也可以置換為在所希望的電壓間變化的信號(hào)。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例6，則在發(fā)生電壓2·VCC的電路的輸出節(jié)點(diǎn)上設(shè)置供給泵用的電容元件，進(jìn)而設(shè)置1段電荷轉(zhuǎn)送段，通過電容元件以及輸出節(jié)點(diǎn)電位檢測用的MOS晶體管控制其電荷轉(zhuǎn)送段的電荷轉(zhuǎn)送晶體管PQa的導(dǎo)通/非導(dǎo)通，不會(huì)產(chǎn)生不需要的電荷流動(dòng)，可以有效地使用電荷，產(chǎn)生高電壓3·VCC。
圖16是概略展示本發(fā)明的實(shí)施例7的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。在圖16中，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間，串聯(lián)連接電荷轉(zhuǎn)送段XFP1至XFPn。這些電荷轉(zhuǎn)送段XFP1到XFPn分別具有和圖14所示的電荷轉(zhuǎn)送段XFP相同的構(gòu)成。
與這些電荷轉(zhuǎn)送段XFP2到XFPn的輸入節(jié)點(diǎn)ODP1到ODPn-1分別對應(yīng)地配置電容元件CC1至CCn-1。向這些電容元件CC1至CCn-1經(jīng)由控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S11以及S12交替付與控制信號(hào)PZ以及CPZ。對于電荷轉(zhuǎn)送段XFP1至XFPn各自也分別經(jīng)由控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S13以及S52交替付與控制信號(hào)CTZ以及CTFZ。因而，對于奇數(shù)段的電荷轉(zhuǎn)送段XFP1、XFP3、…，經(jīng)由控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S13付與控制信號(hào)CTZ進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)送，對偶數(shù)段的電荷轉(zhuǎn)送段XFP2、…，經(jīng)由控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S52付與控制信號(hào)CTFZ控制電荷轉(zhuǎn)送。
電荷轉(zhuǎn)送段XFP1到XFPn分別只以電源電壓VCC提升被付與的電壓。因而，在最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD上生成電壓(n+1)·VCC。
為了控制在該節(jié)點(diǎn)ND12中的電荷蓄積動(dòng)作，在交叉聯(lián)結(jié)的N通道MOS晶體管NQ11以及NQ12、節(jié)點(diǎn)ND11以及ND12上，設(shè)置根據(jù)控制信號(hào)PZ以及CPZ分別進(jìn)行供給泵動(dòng)作的電容元件C11以及C12。對該節(jié)點(diǎn)ND12執(zhí)行供給泵動(dòng)作的電路部分和前面圖3以及圖14所示的構(gòu)成相同。因而，節(jié)點(diǎn)ND12在電壓VCC和高電壓2·VCC之間電壓變化。
圖17是展示圖16所示的電壓發(fā)生電路的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作的定時(shí)圖。以下，參照圖17和圖14說明圖16所示的電壓發(fā)生電路穩(wěn)定時(shí)的動(dòng)作。
在圖17中，展示電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1、XFPi、XFPi+1的輸入節(jié)點(diǎn)以及內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電壓波形。向電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1以及XFPi+1付與控制信號(hào)CTF，向電荷轉(zhuǎn)送段XFPi付與控制信號(hào)CT。各電荷轉(zhuǎn)送段XFPj的輸入節(jié)點(diǎn)NDIj與前段的電荷轉(zhuǎn)送段XFPj-1的內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)ODPj-1連接。在圖17中，展示與輸入節(jié)點(diǎn)NDIi以及NDIi+1對應(yīng)的內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)ODIi-1以及ODIi。在以下的說明中，參照圖14說明各電荷轉(zhuǎn)送段的輸入節(jié)點(diǎn)的電位。
如果控制信號(hào)PZ降低到接地電壓GND電平，則電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi-1從電壓i·VCC降低到電壓(i-1)·VCC。同樣，在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi+1中，其輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1的電壓也從電壓(i+2)·VCC降低到電壓(i+1)·VCC。在這些電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1以及XFPi+1中，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDBi-1以及NDBi+1的電壓電平被設(shè)定在MOS晶體管PQb處于導(dǎo)通狀態(tài)以及與下段的電荷轉(zhuǎn)送柵極XFPi以及XFPi+2的電壓電平相應(yīng)的電壓電平上。
另一方面，在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi中，如果下段的電荷轉(zhuǎn)送段XFPi+1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1的電壓電平降低到(i+1)·VCC，因?yàn)镸OS晶體管PQd處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以其輸出節(jié)點(diǎn)NDBi的電壓電平從(i+2)·VCC降低到電壓(i+1)·VCC。
如果控制信號(hào)CPZ從接地電壓GND上升到電源電壓VCC電平，則在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi中，其輸入節(jié)點(diǎn)NDIi的電壓電平通過對應(yīng)的電容元件CCi的供給泵動(dòng)作，從電壓i·VCC上升到電壓(i+1)·VCC。因?yàn)橛捎谠摴?jié)點(diǎn)NDIi的電壓上升，電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1中的MOS晶體管PQb處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以節(jié)點(diǎn)NDBi-1的電壓電平上升到(i+1)·VCC，對應(yīng)的MOS晶體管PQa維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
同樣，在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi+1中，其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDBi+1的電壓電平也上升到電壓(i+3)·VCC，對應(yīng)的P通道MOS晶體管Pqa維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
如果控制信號(hào)CTZ從電源電壓VCC降低到接地電壓GND，則在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi中，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDBi變?yōu)殡妷篿·VCC，MOS晶體管PQa導(dǎo)通，其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDIi的電壓(i+1)·VCC被傳遞到下段的電荷轉(zhuǎn)送段XFPi+1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1。在該電荷轉(zhuǎn)送時(shí)，在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1以及XFPi+1中，因?yàn)镸OS晶體管PQa處于非導(dǎo)通狀態(tài)，所以可以防止電荷的逆流。
如果控制信號(hào)CPZ上升到電源電壓VCC電平，則在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi中，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDBi的電壓電平從i·VCC上升到電壓(i+1)·VCC，對應(yīng)的P通道MOS晶體管PQa的柵極電位大于等于源極電位，該MOS晶體管PQa處于非導(dǎo)通狀態(tài)。
以下，如果控制信號(hào)PZ從接地電壓GND上升到電源電壓VCC，則在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1以及XFPi+1各自中，由于對應(yīng)的電容元件CCi-1以及CCi+1引起的供給泵動(dòng)作，各自的輸入節(jié)點(diǎn)的電壓電平只上升電壓VCC。即，電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi-1的電壓電平變?yōu)閕·VCC，另一方面，電荷轉(zhuǎn)送段XFPi+1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1的電壓電平變?yōu)?i+2)·VCC。
在該狀態(tài)下，在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi中，MOS晶體管PQb因?yàn)槠鋿艠O電位比源極電位還低，所以變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDBi上升到和電荷轉(zhuǎn)送段XFPi+1的輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1同樣的電壓(i+2)VCC，MOS晶體管PQa維持在非導(dǎo)通狀態(tài)，防止電荷逆流。
在該狀態(tài)下，通過使控制信號(hào)CTFZ從電源電壓VCC降低到接地電壓GND，在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi-1以及XFPi+1中內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDBi-1以及NDBi+1的電壓電平只降低電壓VCC，對應(yīng)的MOS晶體管PQa導(dǎo)通，進(jìn)行從輸入節(jié)點(diǎn)NDIi-1向輸出節(jié)點(diǎn)ODPi-1(NDIi)的電荷轉(zhuǎn)送。同樣，在電荷轉(zhuǎn)送段XFPi+1中，也是從輸入節(jié)點(diǎn)NDIi+1向其輸出節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電荷供給。
以后通過重復(fù)其動(dòng)作，在各電荷轉(zhuǎn)送段XFP1-XFPn中交替進(jìn)行供給泵動(dòng)作，進(jìn)行電壓VCC的升壓動(dòng)作，可以在最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD中生成電壓(n+1)VCC。
進(jìn)而，即使在該高電壓發(fā)生電路中，在其供給泵動(dòng)作開始的初始時(shí)也和實(shí)施例6的情況一樣，利用MOS晶體管的閾值電壓進(jìn)行非導(dǎo)通狀態(tài)的設(shè)定，在防止無效電流的發(fā)生的同時(shí)，各節(jié)點(diǎn)的電位徐徐上升達(dá)到最終的穩(wěn)定電壓電平。
進(jìn)而，在本實(shí)施例7中，控制信號(hào)PZ、CPZ、CTZ以及CTFZ的高電平電壓以及低電平電壓也可以相互不相等。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例7，則串聯(lián)連接多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送段，利用電容元件進(jìn)行各電荷轉(zhuǎn)送段的輸入節(jié)點(diǎn)的供給泵動(dòng)作，交替進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作，可以以低消耗電流生成所希望的電平的內(nèi)部電壓。
進(jìn)而，可以通過全部反轉(zhuǎn)圖12所示的控制信號(hào)發(fā)生電路的輸出信號(hào)生成控制信號(hào)PZ、CPZ、CTZ以及CTFZ。
圖18是展示本發(fā)明的實(shí)施例8的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。圖18所示的電壓發(fā)生電路和圖1所示的電壓發(fā)生電路在以下方面構(gòu)成不同。即，代替交叉聯(lián)結(jié)的P通道MOS晶體管PQ1以及PQ2，使用構(gòu)成電荷轉(zhuǎn)送段的N通道MOS晶體管NQQ1以及NQQ2。N通道MOS晶體管NQQ1連接在預(yù)充電電壓供給節(jié)點(diǎn)NDD2和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2之間并且其柵極(控制電極)與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)(第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn))NDD1連接。該預(yù)充電電壓供給節(jié)點(diǎn)NDD2與提供作為基準(zhǔn)電壓的接地電壓GND的接地節(jié)點(diǎn)GG連接。
N通道MOS晶體管NQQ2連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1以及ND2之間并且其柵極與接收控制信號(hào)P的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S1聯(lián)結(jié)。內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1經(jīng)由電容元件CQ1與接收控制CTF的輸入節(jié)點(diǎn)S32聯(lián)結(jié)。
設(shè)置在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2和輸出節(jié)點(diǎn)OD1之間的電荷轉(zhuǎn)送段的構(gòu)成和圖1所示的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注同一參照號(hào)碼，省略其詳細(xì)說明。
另外，控制信號(hào)CTF、P、CP以及CT在接地電壓GND和電源電壓VCC之間變化，由圖12所示的控制電路生成這些控制信號(hào)。
MOS晶體管NQQ1以及NQQ2各自構(gòu)成第1以及第2晶體管，電容元件CQ1構(gòu)成第1電容元件?？刂菩盘?hào)CTF相當(dāng)于第1控制信號(hào)，控制信號(hào)P相當(dāng)于第2控制信號(hào)。MOS晶體管NQ1以及NQ2各自構(gòu)成第3以及第4晶體管，電容元件C2以及C3各自構(gòu)成第2以及第3電容元件?？刂菩盘?hào)CP以及CT各自相當(dāng)于第3以及第4控制信號(hào)。另外，MOS晶體管全部是增強(qiáng)型。
圖19是展示圖18所示的電壓發(fā)生電路動(dòng)作的信號(hào)波形圖。另外，參照圖19，說明圖18所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作。在此，在圖19中，展示在輸出節(jié)點(diǎn)OD1中生成負(fù)電壓-VCC時(shí)的信號(hào)波形。
在時(shí)刻t0，控制信號(hào)P、CT以及CTF全部是低電平，控制信號(hào)CP是高電平。在該狀態(tài)下，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2通過接收控制信號(hào)CP的電容元件C2的供給泵動(dòng)作，成為接地電壓GND電平。內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3通過電容元件C3的供給泵動(dòng)作，成為負(fù)電壓-VCC電平。在該穩(wěn)定狀態(tài)中，當(dāng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2是接地電壓GND電平時(shí)，MOS晶體管NQ2導(dǎo)通(輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平是負(fù)電壓-VCC電平)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3被設(shè)定為和輸出節(jié)點(diǎn)OD1同一電壓電平。
內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1還通過電容元件CQ1的供給泵動(dòng)作，成為接地電壓GND電平?？刂菩盘?hào)P是接地電壓電平的低電平，MOS晶體管NQQ2處于非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t1，控制信號(hào)P上升到電源電壓VCC電平的高電平。響應(yīng)該控制信號(hào)P的上升，MOS晶體管NQQ2導(dǎo)通，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1以及ND2電聯(lián)結(jié)，被設(shè)定在同一電壓電平(被設(shè)定在接地電壓電平)。
在時(shí)刻t2，控制信號(hào)P處于高電平狀態(tài)，控制信號(hào)CP下降到低電平(接地電壓GND電平)，響應(yīng)該控制信號(hào)CP的下降，通過電容元件C2的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平下降。因?yàn)镸OS晶體管NQQ2是導(dǎo)通狀態(tài)，所以通過該電容元件C2的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)NDD1以及ND2的電壓電平都從接地電壓降低到負(fù)電壓-VCC電平。通過把電容元件C2的電容值設(shè)置為比電容元件CQ1的電容值還大很多，可以把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1以及ND2都從接地電壓GND電平降低到負(fù)電壓-VCC電平。
如果內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平降低到負(fù)電壓-VCC，則輸出電荷轉(zhuǎn)送段MOS晶體管NQ2變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3和輸出節(jié)點(diǎn)OD1分離，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3變?yōu)楦?dòng)狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，在時(shí)刻t3，把控制信號(hào)CT從接地電壓GND電平向電源電壓VCC電平提高。響應(yīng)于該控制信號(hào)CT的上升，通過電容元件C3的供給泵動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平從負(fù)電壓-VCC上升到接地電壓GND電平，MOS晶體管NQ1導(dǎo)通，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2和輸出節(jié)點(diǎn)OD1電氣聯(lián)結(jié)。輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平，當(dāng)比內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平還高的情況下，正電荷從輸出節(jié)點(diǎn)OD1向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2移動(dòng)，輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平下降。
內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平是接地電壓GND電平，在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，MOS晶體管NQ1的柵源之間電壓是電源電壓VCC電平，不受MOS晶體管NQ1的閾值電壓的影響，可以在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2以及輸出節(jié)點(diǎn)OD1之間使電荷移動(dòng)。
MOS晶體管NQ1導(dǎo)通，當(dāng)在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2和輸出節(jié)點(diǎn)OD1之間電荷移動(dòng)的情況下，MOS晶體管NQ2的柵極以及源極為同一電位電平。MOS晶體管NQ2是增強(qiáng)型晶體管，在該狀態(tài)下，通過其閾值電壓，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t4，如果使控制信號(hào)CT從高電平下降到低電平，則通過電容元件C3的供給泵動(dòng)作，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3的電壓電平再次降低到負(fù)電壓-VCC電平，MOS晶體管NQ1變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。
在該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2和輸出節(jié)點(diǎn)OD1之間的電荷移動(dòng)時(shí)，MOS晶體管NQQ2是導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1以及ND2電氣聯(lián)結(jié)，可以從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1向該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2提供負(fù)電荷，可以高效率轉(zhuǎn)送電荷。這時(shí)，對于MOS晶體管NQQ1，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1的電位和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電位相同，柵源間電壓是閾值電壓以下，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t5，使控制信號(hào)CP從接地電壓GND電平的低電平上升到電源電壓VCC電平的高電平。響應(yīng)該控制信號(hào)CP的上升，通過電容元件C2的供給泵動(dòng)作，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電位從負(fù)電壓-VCC電平上升。這時(shí)，控制信號(hào)P是電源電壓VCC，因?yàn)镸OS晶體管NQQ2維持導(dǎo)通狀態(tài)，所以內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1以及ND2的電位電平都上升到接地電壓GND電平。
在時(shí)刻t6，使控制信號(hào)P下降到低電平，如果把MOS晶體管NQQ2設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)，則內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2以及NDD1電分離。
在時(shí)刻t7，如果使控制信號(hào)CTF上升到高電平，則通過電容元件CQ1的供給泵動(dòng)作，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1的電壓電平從接地電壓GND電平上升到電源電壓VCC電平(MOS晶體管NQQ2處于非導(dǎo)通狀態(tài))。隨著該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1的電位電平上升，MOS晶體管NQQ1導(dǎo)通，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2被預(yù)充電到接地電壓GND電平。
在時(shí)刻t8，如果控制信號(hào)CTF下降到低電平，則通過電容元件CC1的供給泵動(dòng)作，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1的電位再次下降到接地電壓GND電平，MOS晶體管NQQ1變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)(節(jié)點(diǎn)ND2是接地電壓電平)。
以后，通過重復(fù)從時(shí)刻t0至t8的動(dòng)作，在輸出節(jié)點(diǎn)OD1中，對應(yīng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電位振幅生成負(fù)電壓-VCC。由于穩(wěn)定化電容元件4的作用，該輸出節(jié)點(diǎn)OD1的負(fù)電壓-VCC維持穩(wěn)定。
在直至輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平穩(wěn)定化前的過渡狀態(tài)中，隨著從時(shí)刻t7到時(shí)刻t8間的控制信號(hào)CTF的高電平，節(jié)點(diǎn)NDD1變?yōu)殡娫措妷篤CC電平，MOS晶體管NQQ1導(dǎo)通，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2與接地節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)，被設(shè)定在接地電壓電平。在把MOS晶體管NQQ1設(shè)置為非導(dǎo)通狀態(tài)后，由于控制信號(hào)CP從高電平降低到低電平，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2變?yōu)樨?fù)電壓-VCC電平，在MOS晶體管NQ1導(dǎo)通時(shí)，從輸出節(jié)點(diǎn)OD1向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2流入正電荷(從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2向輸出節(jié)點(diǎn)OD1流出負(fù)電荷)，輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平徐徐降低。
在該過渡狀態(tài)的電荷移動(dòng)時(shí)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平也是負(fù)電壓-VCC電平，對于MOS晶體管NQ2，其柵極電位在源極以及漏極電壓以下，維持非導(dǎo)通狀態(tài)，在該狀態(tài)下，可以根據(jù)控制信號(hào)CT把MOS晶體管NQ1維持在導(dǎo)通狀態(tài)。因而，即使在過渡狀態(tài)時(shí)，也可以可靠地向輸出節(jié)點(diǎn)OD1提供負(fù)電荷使其電位電平徐徐降低。
在該圖18所示的電壓發(fā)生電路構(gòu)成中，只使用N通道MOS晶體管。因而，不需要用于分離P通道MOS晶體管和N通道MOS晶體管的區(qū)域，降低了電路占有面積。另外，因?yàn)椴恍枰纬蒔通道MOS晶體管的工序，所以可以降低制造工序數(shù)，因而可以降低制造成本。
另外，分別用控制信號(hào)CT、CP、CTF以及P各自控制MOS晶體管NQ1、NQ2、NQQ1以及NQQ2的柵極電位。但是，通過適宜地設(shè)定這些控制信號(hào)的時(shí)刻，可以在切斷無效電荷流動(dòng)路徑后轉(zhuǎn)送電荷，可以防止無效電荷流動(dòng)，高效率地把負(fù)電荷轉(zhuǎn)送到輸出節(jié)點(diǎn)OD1生成負(fù)電壓-VCC。
另外，在圖18所示的構(gòu)成中，也和前面的圖1所示的實(shí)施例1的構(gòu)成的情況一樣，通過把作為聯(lián)結(jié)控制信號(hào)CT、CP、P以及CTF的振幅以及付與MOS晶體管NQQ1的預(yù)充電電壓供給節(jié)點(diǎn)的接地節(jié)點(diǎn)OGG的電壓電平設(shè)定為適宜值，可以把從該輸出節(jié)點(diǎn)OD1生成的電壓設(shè)定為所希望的電壓電平。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例8，則串聯(lián)連接電荷轉(zhuǎn)送段，交替執(zhí)行這些電荷轉(zhuǎn)送段的電荷轉(zhuǎn)送，并且交替執(zhí)行這些電荷轉(zhuǎn)送段連接的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電以及電荷蓄積，可以高效率地利用電荷生成所希望的電壓電平的負(fù)電壓。另外，用同一導(dǎo)電型的MOS晶體管構(gòu)成電路，不需要用于分離P以及NMOS晶體管的區(qū)域，可以降低制造工序數(shù)，降低制造成本。
圖20是展示采用本發(fā)明的實(shí)施例9的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。圖20所示的電壓發(fā)生電路和圖3所示的電壓發(fā)生電路在以下方面構(gòu)成不同。即，代替圖3所示的交叉聯(lián)結(jié)的N通道MOS晶體管NQ11以及NQ12，使用P通道MOS晶體管PQQ1以及PQQ2。P通道MOS晶體管PQQ1連接在預(yù)充電電壓供給節(jié)點(diǎn)NDD12和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12之間并且其柵極與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13連接。
預(yù)充電電壓供給節(jié)點(diǎn)NDD12與提供電源電壓VCC的電源節(jié)點(diǎn)PW連接，提供用于把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12預(yù)充電至電源電壓VCC的電荷。內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13經(jīng)由電容元件CQ13與接收控制信號(hào)CTFZ的輸入節(jié)點(diǎn)52連接。在輸出節(jié)點(diǎn)OD11上，生成高電壓2VCC(＝2·VCC)。
P通道MOS晶體管PQQ2連接在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13之間并且其柵極與接收控制信號(hào)PZ的輸入節(jié)點(diǎn)S11連接。
在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和輸出節(jié)點(diǎn)OD11之間轉(zhuǎn)送電荷的電荷轉(zhuǎn)送段的構(gòu)成和圖3所示的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注相同的參照符號(hào)，省略其詳細(xì)說明。
該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12經(jīng)由電容元件C12與接收控制信號(hào)CPZ的輸入節(jié)點(diǎn)S12聯(lián)結(jié)。
通過用倒相器反轉(zhuǎn)控制信號(hào)發(fā)生電路輸出的控制信號(hào)P、CP、CT以及CTF生成這些控制信號(hào)PZ、CPZ、CTZ以及CTFZ。
在該圖20所示的構(gòu)成中，MOS晶體管PQQ1以及PQQ2分別與第1以及第2晶體管對應(yīng)，MOS晶體管PQ11以及PQ12分別與第3以及第4晶體管對應(yīng)。控制信號(hào)CTFZ、PZ、CPZ以及CTZ分別相當(dāng)于第1、第2、第3以及第4控制信號(hào)。另外，電容元件、CQ13、C12以及C13分別與第1、第2以及第3電容元件對應(yīng)。
圖21是展示圖20所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。圖20所示的電壓發(fā)生電路在輸出節(jié)點(diǎn)OD11上，以付與電源節(jié)點(diǎn)PW的電壓VCC為基準(zhǔn)來產(chǎn)生2VCC電壓。因而，可以通過反轉(zhuǎn)圖18所示的電壓發(fā)生電路的信號(hào)以及節(jié)點(diǎn)的電壓極性，把電源電壓VCC作為基準(zhǔn)測定各內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電壓而得到該圖20所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作波形。因而，以下參照圖21簡單說明圖20所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作。
在時(shí)刻t0，控制信號(hào)PZ、CTZ以及CTFZ是電源電壓VCC電平的高電平，控制信號(hào)CPZ是接地電壓GND電平的低電平。在該狀態(tài)中，節(jié)點(diǎn)ND12是電源電壓VCC電平，另外節(jié)點(diǎn)NDD13是電源電壓VCC電平。MOS晶體管PQQ2是非導(dǎo)通狀態(tài)，另外，MOS晶體管PQQ1也處于非導(dǎo)通狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)ND13通過電容元件C13的供給泵動(dòng)作，和前面的實(shí)施例2一樣，是高電壓2VCC電平，MOS晶體管PQ11處于非導(dǎo)通狀態(tài)。另一方面，MOS晶體管PQ12處于導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13和輸出節(jié)點(diǎn)OD11電聯(lián)結(jié)。
在時(shí)刻t1，控制信號(hào)PZ從高電平(電源電壓VCC電平)下降到低電平(接地電壓GND電平)，MOS晶體管PQQ2變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12電聯(lián)結(jié)。對于MOS晶體管PQQ1，柵極、源極以及漏極電壓等全部相同，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。
在時(shí)刻t2，控制信號(hào)CPZ從低電平上升到高電平。響應(yīng)該控制信號(hào)CPZ的上升，節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平由于電容元件C12的供給泵動(dòng)作，只以該控制信號(hào)CPZ的振幅VCC從電源電壓VCC電平上升到高電壓2VCC電平。這時(shí)，因?yàn)镸OS晶體管PQQ2處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以節(jié)點(diǎn)NDD13的電壓電平上升到高電壓2VCC。由于使電容元件C12的電容值比電容元件CQ13的電容值大很多，所以在節(jié)點(diǎn)NDD12的充電動(dòng)作時(shí)，同樣可以把節(jié)點(diǎn)NDD13充電至高電壓2·VCC電平。通過該節(jié)點(diǎn)NDD13的電位電平的上升，MOS晶體管PQQ1處于非導(dǎo)通狀態(tài)。
另外，隨著內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電位電平的上升，MOS晶體管PQ12變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)(輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電位電平是2VCC)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13從輸出節(jié)點(diǎn)OD11分離。
在時(shí)刻t3，控制信號(hào)CTZ從高電平下降到低電平，由于電容元件C13的供給泵動(dòng)作，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電位電平從高電壓2VCC降低到電源電壓VCC。如果該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電位降低到電源電壓VCC電平，則MOS晶體管PQ11導(dǎo)通，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和輸出節(jié)點(diǎn)OD11之間電荷移動(dòng)。因?yàn)镸OS晶體管PQ11的閾值電壓的絕對值也比電源電壓VCC充分小，所以不會(huì)受MOS晶體管PQ11的閾值電壓的影響，可以在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和輸出節(jié)點(diǎn)OD11之間轉(zhuǎn)送電荷。當(dāng)輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平比2VCC還低的情況下，從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12向輸出節(jié)點(diǎn)OD11轉(zhuǎn)送正電荷，輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平上升。
在時(shí)刻t4，控制信號(hào)CTZ從低電平上升到高電平，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電位電平再次通過電容元件C13的供給泵動(dòng)作上升到高電壓2VCC電平。因而，MOS晶體管PQ11變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作期間結(jié)束。這時(shí)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電位電平比內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電位電平還低，即使MOS晶體管PQ12變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，也從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13向輸出節(jié)點(diǎn)OD11經(jīng)由MOS晶體管PQ12傳遞正電荷。因而，因?yàn)檩敵龉?jié)點(diǎn)OD11的電荷上升，所以可以有效地利用流出電荷，沒有任何無效電流流動(dòng)。這和實(shí)施例2的情況一樣。
在時(shí)刻t5，控制信號(hào)CPZ從高電平降低到低電平，因而，通過電容元件C12的供給泵動(dòng)作，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平從高電位2VCC降低到電源電壓VCC電平。如果內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12變?yōu)殡娫措妷篤CC電平，則MOS晶體管PQ12變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)ND13和輸出節(jié)點(diǎn)OD11變?yōu)橥浑娢?，MOS晶體管PQ11變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13和輸出節(jié)點(diǎn)OD11分離(輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平比電源電壓VCC還高的情況)。
另外，因?yàn)镸OS晶體管PQQ2處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以隨著內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電位變化，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13的電壓電平從正高電壓2VCC降低到電源電壓VCC電平。在該狀態(tài)下，增強(qiáng)型的MOS晶體管PQQ1的柵極以及源極電位相同，因?yàn)榫S持非導(dǎo)通狀態(tài)，所以從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12向電源節(jié)點(diǎn)PW沒有電流流過。
在時(shí)刻t6，如果控制信號(hào)PZ從低電平上升到高電平，則對于MOS晶體管PQQ2，因?yàn)闁艠O和源極電位相等，所以變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)12電氣分離。
在時(shí)刻t7，如果控制信號(hào)CTFZ從高電平降低到低電平，則由于電容元件CQ13的供給泵動(dòng)作，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13的電壓電平從電源電壓VCC降低到接地電壓GND電平，MOS晶體管PQQ1導(dǎo)通，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12與電源節(jié)點(diǎn)PW連接，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12被預(yù)充電到電源電壓VCC電平。
在時(shí)刻t8，控制信號(hào)CTFZ從低電平再次上升到高電平，如果通過電容元件CQ13的供給泵動(dòng)作，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13的電壓電平再次變?yōu)殡娫措妷篤CC電平，則MOS晶體管PQQ1變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的預(yù)充電動(dòng)作結(jié)束。
以后，通過重復(fù)從時(shí)刻t0到時(shí)刻t8的動(dòng)作，可以在輸出節(jié)點(diǎn)OD11上生成高電壓2VCC。
在輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓達(dá)到高電壓2VCC前的過渡狀態(tài)中，如果從時(shí)刻t7到時(shí)刻t8期間的控制信號(hào)CTFZ下降到低電平(接地電壓GND電平)，則MOS晶體管PQQ1導(dǎo)通，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12被預(yù)充電至電源電壓VCC電平。當(dāng)輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平比電源電壓VCC還低的情況下，MOS晶體管PQ12被可靠地維持在截止?fàn)顟B(tài)。如果控制信號(hào)CPZ上升到電源電壓VCC電平，則內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電壓電平變?yōu)楦唠妷?VCC電平，從而MOS晶體管PQQ1變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，切斷從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12向電源節(jié)點(diǎn)PW流動(dòng)的電流。另外，對于MOS晶體管PQ12，其柵極電位比源極以及漏極電位還高，被可靠地設(shè)定在非導(dǎo)通狀態(tài)。
如果控制信號(hào)CTZ降低到低電平，則內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電位電平在過渡動(dòng)作時(shí)，變?yōu)殡娫措妷篤CC電平以下，對于MOS晶體管PQ11，由于其柵極電位比源極電位還低而導(dǎo)通，從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12向輸出節(jié)點(diǎn)OD11提供正電荷，輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平上升。
在該過渡狀態(tài)時(shí)，節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平在電源電壓VCC和高電壓2VCC之間變化。在輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓達(dá)到電源電壓以上前，MOS晶體管PQ12維持非導(dǎo)通狀態(tài)。在該狀態(tài)下，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平在電源電壓VCC和接地電壓GND之間變化，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13根據(jù)控制信號(hào)CPZ被設(shè)定在接地電壓電平時(shí)，MOS晶體管PQ11導(dǎo)通，向輸出節(jié)點(diǎn)OD11提供正電荷使其電壓電平上升。
如果輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平到達(dá)電源電壓VCC以上，MOS晶體管PQ12開始導(dǎo)通，則內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平也和輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平一樣上升(如果MOS晶體管PQ12開始導(dǎo)通)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電壓電平也對應(yīng)于輸出節(jié)點(diǎn)OD11的電壓電平上升。這種情況下，使內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電位電平上升，為了根據(jù)控制信號(hào)CTZ以及CPZ把MOS晶體管PQ12以及PQ11設(shè)定為導(dǎo)通/非導(dǎo)通狀態(tài)而使用從輸出節(jié)點(diǎn)OD11流向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND13的電荷，沒有任何無用電流流過。
因而，即使在該圖20所示的電壓發(fā)生電路中，也和實(shí)施例8一樣，不會(huì)產(chǎn)生任何無效電流可以高效率地轉(zhuǎn)送電荷，在輸出節(jié)點(diǎn)OD11上生成高電壓2VCC。
另外，在圖20所示的電壓發(fā)生電路中，只使用P通道MOS晶體管。因而，和實(shí)施例8一樣，不需要制造P通道MOS晶體管以及N通道MOS晶體管兩者，可以降低電路占有面積以及制造工序數(shù)，相應(yīng)地可以降低制造成本。
另外，在本實(shí)施例9中，控制信號(hào)PZ、CPZ、CTZ以及CTFZ的振幅也是電源電壓VCC電平，把電源電壓VCC作為基準(zhǔn)電壓，只以該振幅生成高的高電壓VCC。但是，付與該電源節(jié)點(diǎn)(預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn))的電壓是和電源電壓VCC不同的電壓電平，另外在控制信號(hào)PZ、CPZ、CTZ以及CTFZ的振幅和電源電壓VCC不同的情況下，以提供給該基準(zhǔn)預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)(電源節(jié)點(diǎn)PW)的電壓為基準(zhǔn)，在輸出節(jié)點(diǎn)OD11上生成控制信號(hào)CPZ的振幅的高電壓。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例9，則利用PMOS晶體管，在此控制柵極電壓進(jìn)行電荷的蓄積以及轉(zhuǎn)送，不產(chǎn)生無效電流就可以生成所希望的電壓電平的正的高電壓。
圖22是展示采用本發(fā)明的實(shí)施例10的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。對于該圖22所示的電壓發(fā)生電路，預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)NDD2與接收控制信號(hào)P的輸入節(jié)點(diǎn)S1連接。該圖22所示的電壓發(fā)生電路的另一構(gòu)成和圖18所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注同一參照號(hào)碼，省略其詳細(xì)說明。
MOS晶體管NQQ1是為了根據(jù)控制信號(hào)CTF可靠地把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2預(yù)充電至接地電壓GND電平而設(shè)置的。在控制信號(hào)CTF成為高電平(電源電壓VCC電平)時(shí)，控制信號(hào)P是低電平(接地電壓GND電平)(參照圖19)。因而，在該MOS晶體管NQQ1導(dǎo)通時(shí)，可以根據(jù)控制信號(hào)P把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2預(yù)充電至接地電壓電平。
在控制信號(hào)P是高電平(電源電壓VCC電平)時(shí)，控制信號(hào)CTF是低電平(接地電壓GND電平)。在該狀態(tài)下，MOS晶體管NQQ2是導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD1以及ND2電聯(lián)結(jié)，對于MOS晶體管NQQ1，其柵極以及源極電位相等，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。因而，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電位電平降低時(shí)，可以可靠地防止從該控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S1向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2流入電流。
因而，用相對于圖18所示的電壓發(fā)生電路展示的圖19的動(dòng)作波形圖付與圖22所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作波形。不需要為了產(chǎn)生負(fù)電壓-VCC而使用接地電壓GND，電路構(gòu)成以及布局簡化。只在穩(wěn)定化電容4中，其另一電極只與接地節(jié)點(diǎn)GG聯(lián)結(jié)，該穩(wěn)定化電容4可以配置在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀Ｒ蚨?，該電壓發(fā)生電路不受電源線以及接地線的布線布局的制約，電路配置位置的限制得到緩和，在安裝了該電壓發(fā)生電路的半導(dǎo)體裝置中的電壓發(fā)生電路的配置位置的自由度得到改善。
圖23是展示本發(fā)明的實(shí)施例11的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。該圖23所示的電壓發(fā)生電路和圖20所示的電壓發(fā)生電路在以下方面構(gòu)成不同。即，與P通道MOS晶體管PQQ1聯(lián)結(jié)的預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)NDD12，與接收控制信號(hào)PZ的控制信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)S11聯(lián)結(jié)。該圖23所示的電壓發(fā)生電路的另一構(gòu)成和圖20所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注相同的參照號(hào)碼，省略其詳細(xì)說明。
為了把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12預(yù)充電至電源電壓VCC電平而設(shè)置MOS晶體管PQQ1。在把設(shè)定MOS晶體管PQQ1為導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(hào)CTFZ是低電平時(shí)，控制信號(hào)PZ是電源電壓VCC電平的高電平。因而，在該MOS晶體管PQQ1導(dǎo)通時(shí)，可以由控制信號(hào)PZ把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12預(yù)充電至電源電壓VCC電平。因而，由圖21所示的動(dòng)作波形付與該圖23所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作波形，可以實(shí)現(xiàn)和圖20所示的電壓發(fā)生電路相同的動(dòng)作。
在控制信號(hào)PZ是低電平時(shí)，控制信號(hào)CTFZ是高電平，通過MOS晶體管PQQ2的作用，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NDD13以及ND12電聯(lián)結(jié)。因而MOS晶體管PQQ1因?yàn)槠鋿艠O以及源極(內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12)的電位相等，所以維持非導(dǎo)通狀態(tài)，可以可靠地抑制從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12向輸入節(jié)點(diǎn)S11的電流流動(dòng)。
因而，使用圖23所示的電壓發(fā)生電路可以和圖20所示的電壓發(fā)生電路一樣，生成正的高電壓2VCC。
在該圖23所示的電壓發(fā)生電路中，并不為了生成高電壓2VCC而使用電源電壓VCC。因而，可以簡化電路構(gòu)成，另外也可以簡化配線布局。另外，因?yàn)樵谌魏坞妷喊l(fā)生電路中不使用電源電壓VCC，所以可以不受電源電壓VCC的布線布局的影響而配置電壓發(fā)生電路(作為半導(dǎo)體集成電路的內(nèi)部電路設(shè)置的情況)。另外，可以作為1個(gè)電路塊的微細(xì)部分，在系統(tǒng)LSI等的構(gòu)成中配置該電壓發(fā)生電路。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例11，則為了內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電而利用控制信號(hào)，不需要電源，可以簡化電路構(gòu)成。
圖24是展示本發(fā)明的實(shí)施例12的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。該圖24所示的電壓發(fā)生電路和圖10(A)所示的電壓發(fā)生電路相比，其構(gòu)成在以下方面不同。即，代替由圖10(A)所示的交叉聯(lián)結(jié)的P通道MOS晶體管PQ1、PQ2構(gòu)成負(fù)電荷生成段，而用圖18所示的N通道MOS晶體管NQQ1以及NQQ2、電容元件CQ1以及C2構(gòu)成該負(fù)電荷生成段。
和圖10(A)所示的構(gòu)成一樣，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間串聯(lián)連接多段電荷轉(zhuǎn)送段XFN1-XFNn。配置在從該內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2到最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間的構(gòu)成和圖10(A)所示的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注相同的參照符號(hào)，省略其詳細(xì)說明。電荷轉(zhuǎn)送段XFN1-XFNn各自的構(gòu)成和圖10(B)所示的電荷轉(zhuǎn)送段XFN的構(gòu)成相同。
在該圖24所示的電壓發(fā)生電路中，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平在接地電壓GND和負(fù)電壓-VCC之間變化，通過電荷轉(zhuǎn)送段XFN1的作用，從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2向內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1提供負(fù)電荷。在從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2向內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1轉(zhuǎn)送該負(fù)電荷時(shí)，控制信號(hào)P是高電平，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1被預(yù)充電至負(fù)電壓-VCC(穩(wěn)定動(dòng)作時(shí))，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平可靠地根據(jù)轉(zhuǎn)送控制信號(hào)CT被設(shè)定在負(fù)電壓-VCC電平。在電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)，MOS晶體管NQ2是非導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3根據(jù)控制信號(hào)CT成為接地電壓電平，MOS晶體管NQ1對應(yīng)地導(dǎo)通，可以在節(jié)點(diǎn)ND2以及OD1之間轉(zhuǎn)送負(fù)電壓。
如果控制信號(hào)CT變?yōu)楦唠娖剑瑒t內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2變?yōu)榻拥仉妷弘娖?，MOS晶體管NQ2導(dǎo)通，內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND3電連接，MOS晶體管NQ1被可靠地設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)。
接著，如果控制信號(hào)P從高電平下降到低電平，則內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1的電壓電平從負(fù)電壓-VCC降低到負(fù)電壓-2VCC。在該狀態(tài)下，MOS晶體管NQ2處于導(dǎo)通狀態(tài)，對于MOS晶體管NQ1，其源極以及漏極為同一電位，維持非導(dǎo)通狀態(tài)。因而，不產(chǎn)生負(fù)電荷的逆流。
以后，和前面的圖10(A)所示的構(gòu)成一樣，在電荷轉(zhuǎn)送段XFN2-XFNn各自中，產(chǎn)生與控制信號(hào)CP以及P的振幅VCC相等的電壓下降。因而，電荷轉(zhuǎn)送段XFNn-1的輸出節(jié)點(diǎn)ODn-1的電位在負(fù)電壓-(n-1)VCC和負(fù)電壓-n·VCC之間變化。最終段的電荷轉(zhuǎn)送段XFNn根據(jù)控制信號(hào)CTF，向最終輸出節(jié)點(diǎn)OFOD提供電荷。因而，在該最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD上產(chǎn)生和圖10(A)所示構(gòu)成相同的-n·VCC的負(fù)電壓。
進(jìn)而，在該圖24所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成中，向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2設(shè)置電容元件C2，在最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD上生成負(fù)電壓-n·VCC。使用該電容元件C2使內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2在接地電壓GND和負(fù)電壓-VCC之間變化，由此，在電荷轉(zhuǎn)送段XFN1中，響應(yīng)控制信號(hào)CT，在內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)送用的MOS晶體管(NQ1)導(dǎo)通時(shí)，可以可靠地把負(fù)電壓-VCC轉(zhuǎn)送到內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)OD1。另外，在把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2恢復(fù)到接地電壓GND電平時(shí)，在電荷轉(zhuǎn)送段XFN1中，可以把電荷轉(zhuǎn)送用晶體管(NQ1)設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)。因而，在電荷轉(zhuǎn)送段XFN1中根據(jù)控制信號(hào)CT控制電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作，不會(huì)對應(yīng)地產(chǎn)生無效電流，在電荷轉(zhuǎn)送段XFN1-XFNn的各自中可以產(chǎn)生振幅VCC的電壓下降。
有關(guān)該圖24所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作，可以通過圖11所示的信號(hào)波形，得到其動(dòng)作波形。
因而，在圖24所示的電壓發(fā)生電路中全部由N通道MOS晶體管構(gòu)成電荷轉(zhuǎn)送段XFN1-XFNn，另外，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2中生成基本的負(fù)電荷的基本負(fù)電荷生成段也由N通道MOS晶體管NQQ1以及NQQ2構(gòu)成。因而，在該電壓發(fā)生電路中，各段全部由N通道MOS晶體管構(gòu)成，以小占有面積并且低消耗電力，生成所希望的電壓電平的負(fù)電壓-n·VCC。
圖25是展示本發(fā)明的實(shí)施例12的變更例的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。在圖25所示的電壓發(fā)生電路中，和圖24所示的電壓發(fā)生電路在以下方面構(gòu)成不同。即，N通道MOS晶體管NQQ1的預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)NDD2與接收控制信號(hào)P的輸入節(jié)點(diǎn)S1連接。該圖25所示的電壓發(fā)生電路的其他的構(gòu)成和圖24所示的電壓發(fā)生電路構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注相同的參照號(hào)碼，省略其詳細(xì)說明。
在圖25所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成中，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND2的電壓電平也在接地電壓GND(相當(dāng)于控制信號(hào)P的低電平)和負(fù)電壓-VCC之間變化。因而，在最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD中，產(chǎn)生負(fù)電壓-n·VCC。
由圖11所示的動(dòng)作波形圖付與圖25所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作波形。在圖25所示的電壓發(fā)生電路中，因?yàn)椴粸榱水a(chǎn)生負(fù)電壓而使用接地電壓GND，所以和前面的實(shí)施例10一樣，可以簡化電路構(gòu)成，因而可以降低制造成本。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例12，則串聯(lián)連接多段的電荷轉(zhuǎn)送段，在最終輸出節(jié)點(diǎn)上生成最終負(fù)電壓，可以容易地產(chǎn)生所希望的電壓電平的負(fù)電壓。另外，因?yàn)橛蒒通道MOS晶體管構(gòu)成各電荷轉(zhuǎn)送段，所以可以簡化電路構(gòu)成，另外，可以降低電路布局面積，可以降低制造成本。
圖26是展示本發(fā)明的實(shí)施例13的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。該圖26所示的電壓發(fā)生電路和圖16所示的電壓發(fā)生電路在以下方面構(gòu)成不同。即，作為向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12提供正電荷的電路，如前面的圖20所示，可以使用P通道MOS晶體管PQQ1以及PQQ2和電容元件CQ13以及C12。該MOS晶體管PQQ1的預(yù)充電電壓供給節(jié)點(diǎn)NDD12與電源節(jié)點(diǎn)PW聯(lián)結(jié)而接收電源電壓VCC。向其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12提供正電荷的電路構(gòu)成和圖20所示的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注同一參照號(hào)碼，省略其詳細(xì)說明。
另外，和圖6所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成相同，在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD之間串聯(lián)連接n段的電荷轉(zhuǎn)送段XFP1-XFPn。另外，在各電荷轉(zhuǎn)送段XFP1-XFPn-1的內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)ODP1-ODPn-1上，連接電容元件CC1-CCn-1。這些電荷轉(zhuǎn)送段XFP1-XFPn以及電容元件CC1-CCn-1的連接以及動(dòng)作和圖18所示的電壓發(fā)生電路各自相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注相同參照號(hào)碼。因而，電荷轉(zhuǎn)送段XFP1-XFPn交替進(jìn)行內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電以及電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作，另外，電容元件CC1-CCn-1交替執(zhí)行對應(yīng)的內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)ODP1-ODPn-1的預(yù)充電以及升壓。
內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12和前面的圖20所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成一樣，在電壓VCC以及2VCC之間其電位變化。在由電荷轉(zhuǎn)送段XFP1向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ODP1(OD11)傳遞高電壓2VCC后，根據(jù)控制信號(hào)PZ，由電容元件CC1，把其內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)ODP1的電壓電平進(jìn)一步只提升電壓VCC。因而，由電荷轉(zhuǎn)送段XFP1-XFPn-1在各個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)上生成相對于前段的輸出節(jié)點(diǎn)電壓只提升了電壓VCC的電壓。電荷轉(zhuǎn)送段XFP(n-1)的輸出節(jié)點(diǎn)的ODPn-1，其電壓電平在電壓n·VCC和(n+1)·VCC之間變化。因而，由最終段的電荷轉(zhuǎn)送段XFPn在最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD上生成高電壓(n+1)VCC。
因而，由圖19所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作波形付與圖26所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作波形，同樣可以生成從電源電壓VCC到高電壓(n+1)VCC。
通過向其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12配置電容元件C12，使內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的電位在電源電壓VCC和高電壓2·VCC之間變化，在電荷轉(zhuǎn)送段XFP1中，在控制信號(hào)CPZ變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，可靠地把轉(zhuǎn)送用的MOS晶體管(PQ11)維持在非導(dǎo)通狀態(tài)，可靠地防止正電荷逆流，另外，可以根據(jù)控制信號(hào)CTZ經(jīng)由電荷轉(zhuǎn)送段XFP1從節(jié)點(diǎn)ND12向內(nèi)部輸出節(jié)點(diǎn)ODP1轉(zhuǎn)送正電荷。
電荷轉(zhuǎn)送段XFP1-XFPn由P通道MOS晶體管構(gòu)成，另外，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12的正電荷提供段也由P通道MOS晶體管PQQ1以及PQQ2構(gòu)成，由同一導(dǎo)電型的MOS晶體管構(gòu)成。因而，可以簡化電路構(gòu)成，生成任意電壓電平的正的高電壓(n+1)VCC。
圖27是展示本發(fā)明的實(shí)施例13的變更例的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成的圖。圖27所示的電壓發(fā)生電路在以下方面和圖26所示的電壓發(fā)生電路構(gòu)成不同。即，預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)NDD12與接受控制信號(hào)PZ的輸入節(jié)點(diǎn)S11聯(lián)結(jié)。圖27所示的電壓發(fā)生電路的另一構(gòu)成和圖26所示的電壓發(fā)生電路的構(gòu)成相同，在對應(yīng)的部分上標(biāo)注同一參照號(hào)碼，省略其詳細(xì)說明。
在圖27所示的電壓發(fā)生電路構(gòu)成中，也同樣是在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)ND12上生成在電壓VCC以及2VCC之間變化的電壓。因而，和圖26所示的電壓發(fā)生電路一樣，從最終輸出節(jié)點(diǎn)FOD產(chǎn)生(n+1)VCC的電壓電平的正的高電壓。
在該圖27所示的電壓發(fā)生電路中，為了產(chǎn)生高電壓(n+1)VCC，不使用電源電壓VCC。因而，可以簡化電路構(gòu)成。
和圖26所示的電壓發(fā)生電路一樣，通過圖19的動(dòng)作波形付與該圖27所示的電壓發(fā)生電路的動(dòng)作波形。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實(shí)施例13，則在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和最終輸出節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)連接多段電荷轉(zhuǎn)送段，交替進(jìn)行這些電荷轉(zhuǎn)送段的輸出節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電以及電荷轉(zhuǎn)送，另外，全部由P通道MOS晶體管構(gòu)成晶體管元件，可以高效率轉(zhuǎn)送電荷生成正的高電壓，另外可以降低電路占有面積以及制造成本。
在一般的LSI(大規(guī)模集成電路)中可以作為產(chǎn)生內(nèi)部電壓的電路使用本發(fā)明的電壓發(fā)生電路。另外，一般，可以適用于需要電源電壓以及和接地電壓不同的電壓電平的電壓的半導(dǎo)體裝置中。另外，也可以作為需要正以及負(fù)電壓的液晶顯示裝置的液晶驅(qū)動(dòng)用的電壓發(fā)生電路利用。通過利用本發(fā)明的電壓發(fā)生電路，可以實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品以及零件的低成本化以及低消耗電力化。
如上所述，如果采用本發(fā)明，則通過電容元件的供給泵動(dòng)作控制晶體管各自的柵極電位產(chǎn)生用于產(chǎn)生內(nèi)部電壓的電荷，分別正確地控制晶體管的導(dǎo)通/非導(dǎo)通來生成用于產(chǎn)生內(nèi)部電壓的電荷，可以抑制無效電流流動(dòng)，可以高效率使用電荷以低消耗電力生成所希望的電平的內(nèi)部電壓。
雖然詳細(xì)說明并展示了本發(fā)明，但這些只是示例，并不限定于此，可以明確地理解為只由其權(quán)利要求限定發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種電壓發(fā)生電路，其特征在于包括連接在施加規(guī)定的電壓的基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)和第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第1導(dǎo)電型的第1晶體管；連接在上述基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)和上述第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與上述第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第1導(dǎo)電型的第2晶體管；連接在接收預(yù)充電用的第1控制信號(hào)的第1輸入節(jié)點(diǎn)和上述第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第1電容元件；連接在接收電荷蓄積用的第2控制信號(hào)的第2輸入節(jié)點(diǎn)和上述第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第2電容元件；連接在上述第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第2導(dǎo)電型的第3晶體管；連接在上述第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和接收電荷轉(zhuǎn)送用的第3控制信號(hào)的第3輸入節(jié)點(diǎn)之間的第3電容元件；以及連接在上述輸出節(jié)點(diǎn)和上述第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與上述第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第2導(dǎo)電型的第4晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于進(jìn)一步包括連接在上述輸出節(jié)點(diǎn)和最終輸出節(jié)點(diǎn)之間并在上述最終輸出節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生最終電壓的至少1段的電壓驅(qū)動(dòng)段，上述電壓驅(qū)動(dòng)段包含連接在該電壓驅(qū)動(dòng)段的輸入節(jié)點(diǎn)和該電壓驅(qū)動(dòng)段的輸出節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第4內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第2導(dǎo)電型的第5晶體管；與上述電壓驅(qū)動(dòng)段的輸入節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)的第4電容元件，在配置了多段的上述電壓驅(qū)動(dòng)段時(shí)，在該連接序列中向上述第4電容元件交替付與上述第1以及第2控制信號(hào)，連接在上述第4內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和上述電壓驅(qū)動(dòng)段的輸出節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與上述電壓驅(qū)動(dòng)段輸入節(jié)點(diǎn)連接的第2導(dǎo)電型的第6晶體管；與上述第4內(nèi)部節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)的第5電容元件，當(dāng)排列了多段的上述電壓驅(qū)動(dòng)段時(shí)，在該連接序列中向上述第5電容元件交替付與第4控制信號(hào)和上述第3控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于上述第2控制信號(hào)在上述第1控制信號(hào)從第1邏輯電平遷移到第2邏輯電平后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后變?yōu)榈?邏輯電平，并且在上述第1控制信號(hào)從上述第2邏輯電平遷移到上述第1邏輯電平前從上述第1邏輯電平遷移到上述第2邏輯電平，上述第3控制信號(hào)在上述第2控制信號(hào)遷移到第1邏輯電平后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后從上述第1邏輯電平遷移到上述第2邏輯電平，并且在上述第2控制信號(hào)從上述第1邏輯電平遷移到上述第2邏輯電平前從上述第2邏輯電平遷移到上述第1邏輯電平，上述第4控制信號(hào)在上述第1控制信號(hào)處于第1邏輯電平并且上述第2控制信號(hào)處于第2邏輯電平時(shí)，在上述第2控制信號(hào)遷移到上述第2邏輯電平后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后上述第1控制信號(hào)遷移到上述第2邏輯電平前，在規(guī)定的時(shí)間期間變?yōu)榈?邏輯電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于上述至少1段的電壓驅(qū)動(dòng)段包含多個(gè)串聯(lián)連接的電壓驅(qū)動(dòng)段。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于來自上述最終輸出節(jié)點(diǎn)的最終電壓被付與內(nèi)部電路，上述電壓發(fā)生電路進(jìn)一步具備與上述最終輸出節(jié)點(diǎn)連接的電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于產(chǎn)生從上述輸出節(jié)點(diǎn)付與內(nèi)部電路的內(nèi)部電壓，上述電壓發(fā)生電路進(jìn)一步具備與上述輸出節(jié)點(diǎn)連接的電容。
7.一種電壓發(fā)生電路，其特征在于包括連接在提供預(yù)充電電壓的預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)和第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第1晶體管；連接在接收預(yù)充電用的第1控制信號(hào)的第1輸入節(jié)點(diǎn)和上述第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第1電容元件；連接在上述第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和上述第2內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與接收電荷蓄積用的第2控制信號(hào)的第2輸入節(jié)點(diǎn)連接的第2晶體管；連接在上述第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第3晶體管；連接在上述輸出節(jié)點(diǎn)和上述第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與上述第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第4晶體管；連接在接收第2電荷預(yù)充電用的第3控制信號(hào)的第3輸入節(jié)點(diǎn)和上述第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第2電容元件；以及連接在接收電荷轉(zhuǎn)送用的第4控制信號(hào)的第4輸入節(jié)點(diǎn)和上述第3內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的第3電容元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于向上述預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)施加規(guī)定電壓電平的一定電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于向上述預(yù)充電電壓提供節(jié)點(diǎn)施加上述第2控制信號(hào)。
10.權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于在上述第2控制信號(hào)是第1邏輯電平時(shí)，上述第3控制信號(hào)在規(guī)定期間成為第2邏輯電平，在上述第3控制信號(hào)是第2邏輯電平時(shí)，上述第4控制信號(hào)在規(guī)定期間成為第1邏輯電平，在上述第2控制信號(hào)是第2邏輯電平時(shí)，上述第1控制信號(hào)成為第1邏輯電平并執(zhí)行上述第1內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于進(jìn)一步包含連接在上述輸出節(jié)點(diǎn)和最終輸出節(jié)點(diǎn)之間，在上述最終輸出節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生最終電壓的至少1段的電壓驅(qū)動(dòng)段，上述電壓驅(qū)動(dòng)段包含連接在該電壓驅(qū)動(dòng)段的輸入節(jié)點(diǎn)和該電壓驅(qū)動(dòng)段的輸出節(jié)點(diǎn)之間，并且其控制電極與第4內(nèi)部節(jié)點(diǎn)連接的第5晶體管；與上述電壓驅(qū)動(dòng)段的輸入節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)的第4電容元件；與上述第4內(nèi)部節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)的第5電容元件；連接在上述第4內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和上述電壓驅(qū)動(dòng)段的輸出節(jié)點(diǎn)之間并且其控制電極與上述電壓驅(qū)動(dòng)段的輸入節(jié)點(diǎn)連接的第6晶體管，其中在串聯(lián)連接了多段的上述電壓驅(qū)動(dòng)段時(shí)，在該連接序列中向上述第4電容元件交替付與上述第2控制信號(hào)和上述第3控制信號(hào)，并且向上述第5電容元件交替施加上述第1控制信號(hào)和上述第4控制信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于上述第1控制信號(hào)在上述第2控制信號(hào)從第1邏輯電平遷移到第2邏輯電平后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后變?yōu)榈?邏輯電平，上述第2控制信號(hào)在上述第1控制信號(hào)從上述第1邏輯電平遷移到第2邏輯電平后從第2邏輯電平遷移到第1邏輯電平，上述第3控制信號(hào)在上述第2控制信號(hào)遷移到第1邏輯電平后在規(guī)定期間變?yōu)榈?邏輯電平，上述第2控制信號(hào)在上述第3控制信號(hào)遷移到上述第1邏輯電平后變?yōu)樯鲜龅?邏輯電平，上述第4控制信號(hào)在上述第3控制信號(hào)遷移到第2邏輯電平后在規(guī)定的期間變?yōu)榈?邏輯電平，上述第3控制信號(hào)在上述第4控制信號(hào)遷移到第2邏輯電平后遷移到第1邏輯電平。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于來自上述最終輸出節(jié)點(diǎn)的最終電壓被付與內(nèi)部電路，上述電壓發(fā)生電路進(jìn)一步包含與上述最終輸出節(jié)點(diǎn)連接的電容。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生電路，其特征在于產(chǎn)生從上述輸出節(jié)點(diǎn)付與內(nèi)部電路的內(nèi)部電壓，上述電壓發(fā)生電路進(jìn)一步包含與上述輸出節(jié)點(diǎn)連接的電容。
全文摘要
本發(fā)明的電壓發(fā)生電路在基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)(GG)和第1節(jié)點(diǎn)(ND1)之間配置第1晶體管(PQ1)，使其柵極與第2節(jié)點(diǎn)(ND2)連接。在第2節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)之間配置第2晶體管(PQ2)，使其柵極與第1節(jié)點(diǎn)連接。分別經(jīng)由接收第1以及第2控制信號(hào)(φP、φCP)的電容元件(C1、C2)向第1以及第2節(jié)點(diǎn)提供電荷。進(jìn)而，在第2節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間配置第3晶體管(NQ1)，使其柵極節(jié)點(diǎn)(ND3)經(jīng)由第3電容元件(C3)與第3控制信號(hào)(φCT)聯(lián)結(jié)。另外，在該輸出節(jié)點(diǎn)和第3晶體管的柵極節(jié)點(diǎn)之間連接第4晶體管(NQ2)，使其柵極與第2節(jié)點(diǎn)連接。從而不產(chǎn)生無效電流地高效率使用電荷，以低消耗電力發(fā)生所希望電平的內(nèi)部電壓。
文檔編號(hào)H02M3/04GK1551236SQ200410044650
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者飛田洋一 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社