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JP2008022611A - Voltage conversion circuit, boost circuit, and nonvolatile memory device - Google Patents

Voltage conversion circuit, boost circuit, and nonvolatile memory device Download PDF

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JP2008022611A
JP2008022611A JP2006190662A JP2006190662A JP2008022611A JP 2008022611 A JP2008022611 A JP 2008022611A JP 2006190662 A JP2006190662 A JP 2006190662A JP 2006190662 A JP2006190662 A JP 2006190662A JP 2008022611 A JP2008022611 A JP 2008022611A
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circuit
voltage
voltage conversion
capacitor
clock
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JP2006190662A
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Inventor
Kazuo Taguchi
和男 田口
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Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】回路の大規模化を抑えながら昇圧効率を向上できる昇圧回路等の提供。
【解決手段】電圧変換回路40は、電荷蓄積ノードNCと、クロックCKに基づき電圧レベルが変化する電圧変化ノードNDとの間に設けられる電圧変換用キャパシタCCと、第2の電源VDDと電荷蓄積ノードNCとの間に設けられ、電荷蓄積ノードNCのプリチャージを行うプリチャージ回路42と、電荷蓄積ノードNCと出力ノードNFとの間に設けられ、電荷転送期間において、電荷蓄積ノードNCに蓄積された電荷を出力ノードNFに転送する電荷転送回路44と、出力ノードと第1の電源VSSとの間に設けられ、ディスチャージ期間において、出力ノードNFのディスチャージを行うディスチャージ回路46を含む。
【選択図】図1
The present invention provides a booster circuit that can improve boosting efficiency while suppressing an increase in circuit scale.
A voltage conversion circuit includes a voltage conversion capacitor provided between a charge storage node NC and a voltage change node ND whose voltage level changes based on a clock CK, a second power supply VDD, and a charge storage. A precharge circuit 42 provided between the node NC and the precharge circuit 42 for precharging the charge storage node NC, and provided between the charge storage node NC and the output node NF, and stored in the charge storage node NC during the charge transfer period. A charge transfer circuit 44 that transfers the generated charge to the output node NF, and a discharge circuit 46 that is provided between the output node and the first power supply VSS and discharges the output node NF during the discharge period.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、電圧変換回路、昇圧回路及び不揮発性メモリ装置に関する。   The present invention relates to a voltage conversion circuit, a booster circuit, and a nonvolatile memory device.

近年、製造プロセスの微細化によりトランジスタの耐圧が下がり、集積回路装置に供給される電源電圧が低くなって行く傾向にある。そして、このように電源電圧が低くなると、高い電源電圧では動作していたDRAMなどの回路が、低い電源電圧では動作しなくなるなどの問題が生じる。   In recent years, with the miniaturization of the manufacturing process, the withstand voltage of the transistor is lowered, and the power supply voltage supplied to the integrated circuit device tends to be lowered. When the power supply voltage is lowered in this way, there arises a problem that a circuit such as a DRAM that has been operated at a high power supply voltage cannot be operated at a low power supply voltage.

また従来より、チャージポンプ方式で電圧を昇圧する昇圧回路が知られている。この昇圧回路は、例えばEEPROMやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ装置の書き込み動作等に必要な高電圧の生成や、LCDドライバの動作に必要な高電圧の生成などに利用されている。   Conventionally, a booster circuit that boosts a voltage by a charge pump method is known. This booster circuit is used to generate a high voltage necessary for a write operation of a nonvolatile memory device such as an EEPROM or a flash memory, or to generate a high voltage necessary for an operation of an LCD driver.

このチャージポンプ方式の昇圧回路では、チャージポンプ用のキャパシタを用いて電圧の昇圧が行われる。そしてこの昇圧回路によれば、電源電圧をVDD、生成される昇圧電圧をVPPとすると、電源電圧VDDの大きさとチャージポンプユニットの段数とに応じた昇圧電圧VPPを生成できる。   In this charge pump type booster circuit, the voltage is boosted using a charge pump capacitor. According to this booster circuit, when the power supply voltage is VDD and the generated boosted voltage is VPP, the boosted voltage VPP corresponding to the magnitude of the power supply voltage VDD and the number of stages of the charge pump unit can be generated.

しかしながら、実際には、各チャージポンプユニットでの電荷の漏れやトランジスタの基板バイアス効果などに起因して、昇圧回路の昇圧効率は低下してしまうという問題がある。
特開2004−247689号公報
However, in practice, there is a problem that the boosting efficiency of the booster circuit is reduced due to charge leakage in each charge pump unit or the substrate bias effect of the transistor.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-247689

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、昇圧効率が高い電圧変換回路、昇圧回路、及びこれを含む不揮発性メモリ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above technical problems, and an object of the present invention is to provide a voltage conversion circuit having a high boosting efficiency, a boosting circuit, and a nonvolatile memory device including the same. It is in.

本発明は、電荷蓄積ノードと、クロックに基づき電圧レベルが変化する電圧変化ノードとの間に設けられ、前記クロックの電圧レベルに応じて前記電荷蓄積ノードの電圧レベルを変化させる電圧変換用キャパシタと、第2の電源と前記電荷蓄積ノードとの間に設けられ、前記電荷蓄積ノードのプリチャージを行うプリチャージ回路と、前記電荷蓄積ノードと出力ノードとの間に設けられ、電荷転送期間において、前記電荷蓄積ノードに蓄積された電荷を前記出力ノードに転送する電荷転送回路と、前記出力ノードと第1の電源との間に設けられ、ディスチャージ期間において、前記出力ノードのディスチャージを行うディスチャージ回路とを含む電圧変換回路に関係する。   The present invention provides a voltage conversion capacitor provided between a charge storage node and a voltage change node whose voltage level changes based on a clock, and changes the voltage level of the charge storage node according to the voltage level of the clock. , Provided between the second power supply and the charge storage node, and provided between the charge storage node and the output node, and a precharge circuit for precharging the charge storage node, A charge transfer circuit for transferring the charge stored in the charge storage node to the output node; a discharge circuit provided between the output node and the first power supply for discharging the output node in a discharge period; This relates to a voltage conversion circuit including

本発明によれば、ディスチャージ期間では、ディスチャージ回路により出力ノードのディスチャージが行われる。プリチャージ回路は電荷蓄積ノードをプリチャージする。そして電荷蓄積ノードの電圧レベルは、電圧変化ノードと電荷蓄積ノードの間に設けられる電圧変換用キャパシタにより、クロックの電圧レベルに応じて変化する。電荷転送期間になると、電荷転送回路により、電荷蓄積ノードに蓄積された電荷が出力ノードに転送される。これにより、出力ノードには、クロックの電圧レベルを昇圧した変換クロックを出力できるようになり、昇圧効率が高い電圧変換回路を実現できる。   According to the present invention, in the discharge period, the discharge node discharges the output node. The precharge circuit precharges the charge storage node. The voltage level of the charge storage node changes according to the voltage level of the clock by a voltage conversion capacitor provided between the voltage change node and the charge storage node. In the charge transfer period, the charge stored in the charge storage node is transferred to the output node by the charge transfer circuit. As a result, a conversion clock obtained by boosting the voltage level of the clock can be output to the output node, and a voltage conversion circuit with high boosting efficiency can be realized.

また本発明では、前記プリチャージ回路は、第2の電源と前記電荷蓄積ノードとの間に設けられ、そのゲート、ドレイン及び基板が前記電荷蓄積ノードに接続されるP型のプリチャージ用トランジスタを含むようにしてもよい。   According to the present invention, the precharge circuit includes a P-type precharge transistor provided between a second power supply and the charge storage node, the gate, drain and substrate of which are connected to the charge storage node. It may be included.

このようにすれば、電荷蓄積ノードの電圧や出力ノードの電圧が、基板バイアス効果によるしきい値電圧の上昇により低下してしまう事態を防止でき、昇圧効率を向上できる。   In this way, it is possible to prevent a situation in which the voltage at the charge storage node and the voltage at the output node are lowered due to an increase in threshold voltage due to the substrate bias effect, and boost efficiency can be improved.

また本発明では、前記電荷転送回路は、前記電荷蓄積ノードと前記出力ノードとの間に設けられ、前記電荷転送期間においてオンになるP型の電荷転送用トランジスタを含み、前記ディスチャージ回路は、前記出力ノードと第1の電源との間に設けられ、前記ディスチャージ期間においてオンになるN型のディスチャージ用トランジスタを含み、前記電圧変換用キャパシタは低耐圧キャパシタにより形成され、前記プリチャージ用トランジスタ、前記電荷転送用トランジスタは、低耐圧トランジスタにより形成され、前記ディスチャージ用トランジスタは、前記低耐圧キャパシタ、前記低耐圧トランジスタよりも耐圧が高い高耐圧トランジスタにより形成されるようにしてもよい。   In the present invention, the charge transfer circuit includes a P-type charge transfer transistor provided between the charge storage node and the output node and turned on during the charge transfer period. An N-type discharge transistor that is provided between the output node and the first power supply and is turned on during the discharge period; wherein the voltage conversion capacitor is formed of a low withstand voltage capacitor, the precharge transistor, The charge transfer transistor may be formed of a low breakdown voltage transistor, and the discharge transistor may be formed of a high breakdown voltage transistor having a higher breakdown voltage than the low breakdown voltage capacitor and the low breakdown voltage transistor.

このように電圧変換用キャパシタを低耐圧キャパシタにより形成し、プリチャージ用トランジスタ、電荷転送用トランジスタを低耐圧トランジスタにより形成すれば、回路の小規模化を図りながら昇圧効率を向上できる。   In this way, if the voltage conversion capacitor is formed of a low breakdown voltage capacitor and the precharge transistor and the charge transfer transistor are formed of a low breakdown voltage transistor, the boosting efficiency can be improved while reducing the circuit scale.

また本発明では、前記プリチャージ回路は、第2の電源と前記電荷蓄積ノードとの間に設けられ、そのゲートが前記出力ノードに接続されるP型のプリチャージ用トランジスタを含むようにしてもよい。   In the present invention, the precharge circuit may include a P-type precharge transistor that is provided between a second power supply and the charge storage node and whose gate is connected to the output node.

このようにすれば、ディスチャージ回路により出力ノードがディスチャージされた場合に、この出力ノードがゲートに接続されるP型のプリチャージ用トランジスタを、完全なオン状態にできる。従って、電荷蓄積ノードの電圧がトランジスタのしきい値電圧の分だけ低下して、出力ノードの電圧がしきい値電圧の分だけ低下してしまう事態を防止でき、昇圧効率を向上できる。   In this way, when the output node is discharged by the discharge circuit, the P-type precharging transistor whose output node is connected to the gate can be completely turned on. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the voltage at the charge storage node decreases by the threshold voltage of the transistor and the voltage at the output node decreases by the threshold voltage, and the boosting efficiency can be improved.

また本発明では、前記電荷転送回路は、前記電荷蓄積ノードと前記出力ノードとの間に設けられ、前記電荷転送期間においてオンになるP型の電荷転送用トランジスタを含み、前記ディスチャージ回路は、前記出力ノードと第1の電源との間に設けられ、第2の電源がゲートに入力されるN型の電圧差調整用トランジスタと、前記出力ノードと第1の電源との間に前記電圧差調整用レジスタと直列に設けられ、前記ディスチャージ期間においてオンになるN型のディスチャージ用トランジスタを含むようにしてもよい。   In the present invention, the charge transfer circuit includes a P-type charge transfer transistor provided between the charge storage node and the output node and turned on during the charge transfer period. An N-type voltage difference adjusting transistor provided between the output node and the first power supply and having the second power supply input to the gate, and the voltage difference adjustment between the output node and the first power supply. An N-type discharge transistor that is provided in series with the register for use and is turned on during the discharge period may be included.

このように電圧差調整用トランジスタを設ければ、ディスチャージ用トランジスタに印加される電圧差を小さくすることができ、ディスチャージ用トランジスタを低耐圧トランジスタにより形成できるようになる。   If the voltage difference adjusting transistor is provided in this way, the voltage difference applied to the discharge transistor can be reduced, and the discharge transistor can be formed of a low breakdown voltage transistor.

また本発明は、上記に記載の電圧変換回路と、前記電圧変換回路の前記出力ノードに接続されるチャージポンプ用のキャパシタとを含み、前記電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作を行う昇圧回路であって、前記電圧変換用キャパシタは低耐圧キャパシタにより形成され、前記プリチャージ用トランジスタは低耐圧トランジスタにより形成され、前記チャージポンプ用のキャパシタは、前記低耐圧キャパシタ、前記低耐圧トランジスタよりも耐圧が高い高耐圧キャパシタにより形成される昇圧回路に関係する。   The present invention also includes the voltage conversion circuit described above and a charge pump capacitor connected to the output node of the voltage conversion circuit, based on a clock whose voltage level is converted by the voltage conversion circuit. A booster circuit that performs a boosting operation, wherein the voltage conversion capacitor is formed of a low breakdown voltage capacitor, the precharge transistor is formed of a low breakdown voltage transistor, and the charge pump capacitor is the low breakdown voltage capacitor, The present invention relates to a booster circuit formed by a high breakdown voltage capacitor having a higher breakdown voltage than a low breakdown voltage transistor.

本発明によれば、電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作が行われるため、昇圧回路の昇圧効率を向上できる。また本発明によれば、電圧変換用キャパシタが低耐圧キャパシタにより形成され、プリチャージ用トランジスタが低耐圧トランジスタにより形成されるため、回路の大規模化を最小限に抑えながら昇圧効率を向上できる。   According to the present invention, the boosting operation is performed based on the clock whose voltage level is converted by the voltage conversion circuit, so that the boosting efficiency of the boosting circuit can be improved. Further, according to the present invention, the voltage conversion capacitor is formed of a low breakdown voltage capacitor and the precharge transistor is formed of a low breakdown voltage transistor, so that boosting efficiency can be improved while minimizing the scale of the circuit.

また本発明は、上記に記載の電圧変換回路と、前記電圧変換回路の前記出力ノードに接続されるチャージポンプ用のキャパシタとを含み、前記電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作を行う昇圧回路であって、前記電圧変換用キャパシタは低耐圧キャパシタにより形成され、前記プリチャージ用トランジスタ、前記電荷転送用トランジスタ、前記電圧差調整用トランジスタ、前記ディスチャージ用トランジスタは低耐圧トランジスタにより形成され、前記チャージポンプ用のキャパシタは、前記低耐圧キャパシタ、前記低耐圧トランジスタよりも耐圧が高い高耐圧キャパシタにより形成される昇圧回路に関係する。   The present invention also includes the voltage conversion circuit described above and a charge pump capacitor connected to the output node of the voltage conversion circuit, based on a clock whose voltage level is converted by the voltage conversion circuit. A boosting circuit that performs a boosting operation, wherein the voltage conversion capacitor is formed of a low breakdown voltage capacitor, and the precharge transistor, the charge transfer transistor, the voltage difference adjustment transistor, and the discharge transistor are low breakdown voltage transistors. The charge pump capacitor is related to a boost circuit formed by the low breakdown voltage capacitor and the high breakdown voltage capacitor having a breakdown voltage higher than that of the low breakdown voltage transistor.

本発明によれば、電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作が行われるため、昇圧回路の昇圧効率を向上できる。また本発明によれば、電圧変換用キャパシタが低耐圧キャパシタにより形成され、プリチャージ用トランジスタ、電荷転送用トランジスタ、電圧差調整用トランジスタ、ディスチャージ用トランジスタが低耐圧トランジスタにより形成されるため、回路の大規模化を最小限に抑えながら昇圧効率を向上できる。   According to the present invention, the boosting operation is performed based on the clock whose voltage level is converted by the voltage conversion circuit, so that the boosting efficiency of the boosting circuit can be improved. According to the present invention, the voltage conversion capacitor is formed of a low breakdown voltage capacitor, and the precharge transistor, the charge transfer transistor, the voltage difference adjustment transistor, and the discharge transistor are formed of a low breakdown voltage transistor. Boosting efficiency can be improved while minimizing the scale.

また本発明は、上記のいずれかに記載の電圧変換回路として第1、第2の電圧変換回路を含み、前記第1、第2の電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作を行う昇圧回路であって、前記第1の電圧変換回路は、前記電圧変換用キャパシタ、前記プリチャージ回路、前記電荷転送回路、前記ディスチャージ回路として、第1の電圧変換用キャパシタ、第1のプリチャージ回路、第1の電荷転送回路、第1のディスチャージ回路を含み、前記第2の電圧変換回路は、前記電圧変換用キャパシタ、前記プリチャージ回路、前記電荷転送回路、前記ディスチャージ回路として、第2の電圧変換用キャパシタ、第2のプリチャージ回路、第2の電荷転送回路、第2のディスチャージ回路を含み、前記第1の電圧変換回路の前記第1の電荷転送回路が、前記第1の電圧変換回路の第1の電荷蓄積ノードから第1の出力ノードへの電荷転送を行っている期間において、前記第2の電圧変換回路の前記第2のディスチャージ回路が、前記第2の電圧変換回路の第2の出力ノードのディスチャージを行い、前記第2の電圧変換回路の前記第2の電荷転送回路が、前記第2の電圧変換回路の第2の電荷蓄積ノードから第2の出力ノードへの電荷転送を行っている期間において、前記第1の電圧変換回路の前記第1のディスチャージ回路が、前記第1の電圧変換回路の前記第1の出力ノードのディスチャージを行う昇圧回路に関係する。   In addition, the present invention includes first and second voltage conversion circuits as the voltage conversion circuit described in any of the above, and boosts based on a clock whose voltage level is converted by the first and second voltage conversion circuits. A booster circuit that performs an operation, wherein the first voltage conversion circuit includes a first voltage conversion capacitor, a first voltage conversion capacitor, a precharge circuit, a charge transfer circuit, and a discharge circuit. A precharge circuit, a first charge transfer circuit, and a first discharge circuit, wherein the second voltage conversion circuit includes the voltage conversion capacitor, the precharge circuit, the charge transfer circuit, and the discharge circuit. The first voltage conversion circuit includes two voltage conversion capacitors, a second precharge circuit, a second charge transfer circuit, and a second discharge circuit. During the period in which the first charge transfer circuit performs charge transfer from the first charge accumulation node to the first output node of the first voltage conversion circuit, the second voltage conversion circuit includes the second charge conversion circuit. The second discharge circuit discharges the second output node of the second voltage conversion circuit, and the second charge transfer circuit of the second voltage conversion circuit includes a second output node of the second voltage conversion circuit. In the period during which charge transfer from the two charge storage nodes to the second output node is performed, the first discharge circuit of the first voltage conversion circuit has the first discharge circuit of the first voltage conversion circuit. The present invention relates to a booster circuit that discharges an output node.

本発明によれば、第1、第2の電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作が行われるため、昇圧回路の昇圧効率を向上できる。また、第1の電荷蓄積ノードの電荷が第1の電源側に放電されたり、第2の電荷蓄積ノードの電荷が第1の電源側に放電されるなどの事態を防止でき、昇圧効率を向上できる。   According to the present invention, the boosting operation is performed based on the clock whose voltage level is converted by the first and second voltage conversion circuits, so that the boosting efficiency of the boosting circuit can be improved. In addition, it is possible to prevent such a situation that the charge of the first charge storage node is discharged to the first power supply side or the charge of the second charge storage node is discharged to the first power supply side, thereby improving the boosting efficiency. it can.

また本発明では、前記第1、第2の電圧変換回路には、第1のクロックと、前記第1のクロックに対してノンオーバラップの関係にある第2のクロックが供給され、前記第1のクロックが第2の電圧レベルであり前記第2のクロックが第1の電圧レベルである場合には、前記第1の電荷転送回路が、前記第1の電荷蓄積ノードから前記第1の出力ノードへの電荷転送を行い、前記第2のディスチャージ回路が、前記第2の出力ノードのディスチャージを行い、前記第1のクロックが第1の電圧レベルであり前記第2のクロックが第2の電圧レベルである場合には、前記第2の電荷転送回路が、前記第2の電荷蓄積ノードから前記第2の出力ノードへの電荷転送を行い、前記第1のディスチャージ回路が、前記第1の出力ノードのディスチャージを行うようにしてもよい。   In the present invention, the first and second voltage conversion circuits are supplied with a first clock and a second clock that is non-overlapping with respect to the first clock. When the second clock is at the second voltage level and the second clock is at the first voltage level, the first charge transfer circuit is connected to the first output node from the first charge storage node. The second discharge circuit discharges the second output node, the first clock is at the first voltage level, and the second clock is at the second voltage level. The second charge transfer circuit transfers the charge from the second charge storage node to the second output node, and the first discharge circuit transfers the first output node. The discharger It may be carried out.

このようにすれば、第1、第2のクロックがノンオーバラップの関係にあることを有効活用して、第1の電荷蓄積ノードの電荷が第1の電源側に放電されたり、第2の電荷蓄積ノードの電荷が第1の電源側に放電されるなどの事態を防止できるようになる。   In this case, the first and second clocks are effectively utilized in the non-overlapping relationship, so that the charge on the first charge storage node is discharged to the first power source side, It is possible to prevent such a situation that the charge of the charge storage node is discharged to the first power supply side.

また本発明では、前記第1の電荷転送回路は、前記第1の電荷蓄積ノードと前記第1の出力ノードとの間に設けられ、前記第1のクロックが第2の電圧レベルである場合にオンになるP型の第1の電荷転送用トランジスタを含み、前記第1のディスチャージ回路は、前記第1の出力ノードと第1の電源との間に設けられ、前記第2のクロックが第2の電圧レベルである場合にオンになるN型の第1のディスチャージ用トランジスタを含み、前記第2の電荷転送回路は、前記第2の電荷蓄積ノードと前記第2の出力ノードとの間に設けられ、前記第2のクロックが第2の電圧レベルである場合にオンになるP型の第2の電荷転送用トランジスタを含み、前記第2のディスチャージ回路は、前記第2の出力ノードと第1の電源との間に設けられ、前記第1のクロックが第2の電圧レベルである場合にオンになるN型の第2のディスチャージ用トランジスタを含むようにしてもよい。   In the present invention, the first charge transfer circuit is provided between the first charge accumulation node and the first output node, and the first clock is at a second voltage level. A P-type first charge transfer transistor which is turned on; the first discharge circuit is provided between the first output node and a first power supply; and the second clock is a second clock An N-type first discharge transistor that is turned on when the voltage level is equal to the first voltage level, and the second charge transfer circuit is provided between the second charge storage node and the second output node. And a P-type second charge transfer transistor that is turned on when the second clock is at the second voltage level, the second discharge circuit including the second output node and the first output node. Provided between Serial first clock may include a N-type second discharge transistor of which is turned on when a second voltage level.

このようにすれば、第1、第2の電圧変換回路が、第1、第2のクロックを相互に利用してクロックの電圧レベルの変換を行うことが可能になる。   In this way, the first and second voltage conversion circuits can convert the voltage level of the clock using the first and second clocks.

また本発明では、前記第1、第2の電圧変換回路の前記第1、第2の出力ノードに接続されるチャージポンプ用の第1、第2のキャパシタを含み、前記第1のキャパシタと前記第1の電圧変換用キャパシタとの間に、前記第1の電圧変換回路の前記第1の電圧変換用キャパシタ以外の回路が配置され、前記第2のキャパシタと前記第2の電圧変換用キャパシタとの間に、前記第2の電圧変換回路の前記第2の電圧変換用キャパシタ以外の回路が配置されるようにしてもよい。   The present invention further includes charge pump first and second capacitors connected to the first and second output nodes of the first and second voltage conversion circuits, the first capacitor and the A circuit other than the first voltage conversion capacitor of the first voltage conversion circuit is disposed between the first voltage conversion capacitor, the second capacitor, and the second voltage conversion capacitor. Between these, a circuit other than the second voltage conversion capacitor of the second voltage conversion circuit may be arranged.

このようにすれば、信号の流れに沿った効率的なレイアウトが可能になり、寄生容量等が昇圧動作に及ぼす悪影響を低減できる。   In this way, efficient layout along the signal flow becomes possible, and adverse effects of parasitic capacitance and the like on the boosting operation can be reduced.

また本発明では、前記第1、第2のキャパシタは高耐圧キャパシタにより形成され、前記第1、第2の電圧変換用キャパシタは、前記高耐圧キャパシタよりも耐圧が低い低耐圧キャパシタにより形成されるようにしてもよい。   In the present invention, the first and second capacitors are formed by high withstand voltage capacitors, and the first and second voltage conversion capacitors are formed by low withstand voltage capacitors having a withstand voltage lower than that of the high withstand voltage capacitor. You may do it.

このようにすれば、高耐圧キャパシタなどの高耐圧素子については高耐圧領域にまとめて配置し、低耐圧キャパシタなどの低耐圧素子については低耐圧領域にまとめて配置することなどが可能になる。   In this way, it is possible to arrange high voltage elements such as high voltage capacitors together in the high voltage region, and arrange low voltage elements such as low voltage capacitors in the low voltage region.

また本発明では、チャージポンプ用のクロックを生成して供給するクロック供給回路を含み、前記第1、第2のキャパシタと前記クロック供給回路との間に、前記第1、第2の電圧変換回路が配置されるようにしてもよい。   The present invention further includes a clock supply circuit that generates and supplies a charge pump clock, and the first and second voltage conversion circuits are provided between the first and second capacitors and the clock supply circuit. May be arranged.

このようにすれば、信号の流れに沿った効率的なレイアウトが可能になると共に、クロック供給回路からのノイズ等の悪影響を最小限に抑えることが可能になる。   In this way, efficient layout along the signal flow becomes possible, and adverse effects such as noise from the clock supply circuit can be minimized.

また本発明では、前記クロック供給回路と前記第1、第2の電圧変換回路との間には、前記クロック供給回路が供給するクロックの信号線を含む信号線が配線される配線領域が設けられるようにしてもよい。   In the present invention, a wiring region is provided between the clock supply circuit and the first and second voltage conversion circuits, in which a signal line including a clock signal line supplied by the clock supply circuit is provided. You may do it.

このようにすれば、この配線領域を利用して、クロック供給回路と、第1、第2の電圧変換回路や第1、第2のキャパシタとの間の距離を離すことが可能になり、クロック供給回路からのノイズ等の悪影響を最小限に抑えることが可能になる。   This makes it possible to increase the distance between the clock supply circuit and the first and second voltage conversion circuits and the first and second capacitors by using this wiring region. It is possible to minimize adverse effects such as noise from the supply circuit.

また本発明は、複数の不揮発性メモリセルが配列されるメモリセルアレイと、上記のいずれかに記載の昇圧回路により生成された昇圧電圧に基づいて、不揮発性メモリセルのデータの書き込み、読み出し、消去の少なくとも1つを行うためのアクセス制御回路とを含む不揮発性メモリ装置に関係する。   Further, the present invention provides a memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells are arranged, and writing, reading, and erasing of data in the nonvolatile memory cells based on a boosted voltage generated by any of the boosting circuits described above. And an access control circuit for performing at least one of the following.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not necessarily.

1.電圧変換回路
図1(A)に、本実施形態の電圧変換回路40の構成例を示す。この電圧変換回路40は、電圧変換用キャパシタCC、プリチャージ回路42、電荷転送回路44、ディスチャージ回路46を含む。
1. Voltage Conversion Circuit FIG. 1A shows a configuration example of the voltage conversion circuit 40 of the present embodiment. The voltage conversion circuit 40 includes a voltage conversion capacitor CC, a precharge circuit 42, a charge transfer circuit 44, and a discharge circuit 46.

電圧変換用キャパシタCCは、電荷蓄積ノードNCと電圧変化ノードNDとの間に設けられる。この電圧変化ノードNDはクロックCKに基づきその電圧レベルが変化するノードである。そしてこの電圧変換用キャパシタCCにより、クロックCKの電圧レベルに応じて電荷蓄積ノードNCの電圧レベル(プリチャージ後の電圧レベル)が変化するようになる。   The voltage conversion capacitor CC is provided between the charge storage node NC and the voltage change node ND. The voltage change node ND is a node whose voltage level changes based on the clock CK. The voltage conversion capacitor CC changes the voltage level of the charge storage node NC (the voltage level after precharging) according to the voltage level of the clock CK.

プリチャージ回路42は、VDD(広義には第2の電源)と電荷蓄積ノードNCとの間に設けられ、VDDに基づいて電荷蓄積ノードNCのプリチャージを行う。具体的にはプリチャージ回路42は、VDDと電荷蓄積ノードNCとの間に設けられ、そのゲート、ドレイン及び基板が電荷蓄積ノードNCに接続されるP型(広義には第2導電型)のプリチャージ用トランジスタTCを含む。このプリチャージ用トランジスタTCにより、電荷蓄積ノードNCがVDD−VTHにプリチャージされる。   The precharge circuit 42 is provided between VDD (second power supply in a broad sense) and the charge storage node NC, and precharges the charge storage node NC based on VDD. Specifically, the precharge circuit 42 is provided between the VDD and the charge storage node NC, and has a P type (second conductivity type in a broad sense) whose gate, drain, and substrate are connected to the charge storage node NC. A precharge transistor TC is included. The charge storage node NC is precharged to VDD-VTH by the precharge transistor TC.

電荷転送回路44は、電荷蓄積ノードNCと出力ノードNFとの間に設けられる。そして電荷転送期間(例えばCKがHレベルになる期間)において、電荷蓄積ノードNCに蓄積された電荷を出力ノードNFに転送する。具体的には電荷転送回路44は、電荷蓄積ノードNCと出力ノードNFとの間に設けられ、電荷転送期間においてオンになるP型の電荷転送用トランジスタTDを含む。即ち電荷転送用トランジスタTDのゲートにはノードNEが接続され、クロックCKの反転信号が供給される。従って、クロックCKがHレベルである場合に、ノードNEがLレベルになり、電荷転送用トランジスタTDがオンになり、電荷の転送が行われる。なお電荷転送用トランジスタTDの基板は電荷蓄積ノードNCに接続されている。   The charge transfer circuit 44 is provided between the charge storage node NC and the output node NF. Then, in the charge transfer period (for example, the period in which CK is at the H level), the charge stored in the charge storage node NC is transferred to the output node NF. Specifically, the charge transfer circuit 44 includes a P-type charge transfer transistor TD that is provided between the charge storage node NC and the output node NF and is turned on during the charge transfer period. That is, the node NE is connected to the gate of the charge transfer transistor TD, and an inverted signal of the clock CK is supplied. Therefore, when the clock CK is at H level, the node NE is at L level, the charge transfer transistor TD is turned on, and charge transfer is performed. The substrate of the charge transfer transistor TD is connected to the charge storage node NC.

ディスチャージ回路46は、電圧変換回路40の出力ノードNFとVSS(広義には第1の電源)との間に設けられ、ディスチャージ期間(例えばCKがLレベルになる期間)において、出力ノードNFのディスチャージを行う。具体的にはディスチャージ回路46は、出力ノードNFとVSSとの間に設けられ、ディスチャージ期間においてオンになるN型(広義には第1導電型)のディスチャージ用トランジスタTEを含む。即ちディスチャージ用トランジスタNEのゲートにはノードNEが接続され、クロックCKの反転信号が供給される。従って、クロックCKがLレベルである場合に、ノードNEがHレベルになり、ディスチャージ用トランジスタTEがオンになり、電荷のディスチャージが行われる。   The discharge circuit 46 is provided between the output node NF of the voltage conversion circuit 40 and VSS (first power supply in a broad sense), and discharges the output node NF in a discharge period (for example, a period in which CK is at L level). I do. Specifically, the discharge circuit 46 includes an N-type (first conductivity type in a broad sense) discharge transistor TE that is provided between the output node NF and VSS and is turned on during the discharge period. That is, the node NE is connected to the gate of the discharge transistor NE, and an inverted signal of the clock CK is supplied. Therefore, when the clock CK is at L level, the node NE becomes H level, the discharge transistor TE is turned on, and charge is discharged.

図1(B)に示すように、クロックCKの電圧レベルが0V(第1の電圧レベル、VSS)である場合には、プリチャージ用トランジスタTCにより電荷蓄積ノードNCがVDD−VTHにプリチャージされる。この時、電荷転送用トランジスタTDはオフであるため、電荷蓄積ノードNCの電荷が放電されてしまう事態を防止できる。またディスチャージ用トランジスタTEはオンであるため、出力ノードNFの電荷がディスチャージされ、これにより出力ノードNFが0Vになる。   As shown in FIG. 1B, when the voltage level of the clock CK is 0 V (first voltage level, VSS), the charge storage node NC is precharged to VDD-VTH by the precharging transistor TC. The At this time, since the charge transfer transistor TD is off, it is possible to prevent a situation where the charge of the charge storage node NC is discharged. Further, since the discharge transistor TE is on, the charge of the output node NF is discharged, and thereby the output node NF becomes 0V.

一方、クロックCKの電圧レベルがVDD(第2の電圧レベル)になると、キャパシタCCによる容量結合により、電荷蓄積ノードNCの電圧レベルがVDDだけ昇圧されて、2VDD−VTHになる。この時、電荷転送用トランジスタTDはオンでありディスチャージ用トランジスタTEはオフであるため、電荷蓄積ノードNCにプリチャージされた電荷が出力ノードNFに転送される。これにより、出力ノードNFを0Vから2VDD−VTHに昇圧することができる。   On the other hand, when the voltage level of the clock CK becomes VDD (second voltage level), the voltage level of the charge storage node NC is boosted by VDD due to capacitive coupling by the capacitor CC, and becomes 2VDD−VTH. At this time, since the charge transfer transistor TD is on and the discharge transistor TE is off, the charge precharged to the charge storage node NC is transferred to the output node NF. As a result, the output node NF can be boosted from 0V to 2VDD−VTH.

なお、クロックCKの電圧レベルがVDDになり、電荷蓄積ノードNCが2VDD−VTHになった時に、プリチャージ用トランジスタTCは、電荷蓄積ノードNCから電源VDDへと向かう方向を逆バイアス方向とするダイオード(ダイオード接続のトランジスタ)として機能する。従って、電荷蓄積ノードNCに蓄積された電荷が電源VDD側に逆流してしまう事態を防止でき、電圧変換回路40の昇圧効率を向上できる。   When the voltage level of the clock CK becomes VDD and the charge accumulation node NC becomes 2VDD−VTH, the precharging transistor TC is a diode whose reverse bias direction is the direction from the charge accumulation node NC to the power supply VDD. Functions as a diode-connected transistor. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the charge accumulated in the charge accumulation node NC flows backward to the power supply VDD side, and the boosting efficiency of the voltage conversion circuit 40 can be improved.

図1(A)の電圧変換回路40によれば、電圧変換用キャパシタCCとトランジスタTC、TD、TE等を用いるだけで、クロックCKの振幅を2VDD程度に変換することができる。従って、簡素で小規模な回路構成で、高い昇圧効率の電圧変換を実現できる。   According to the voltage conversion circuit 40 of FIG. 1A, the amplitude of the clock CK can be converted to about 2VDD only by using the voltage conversion capacitor CC and the transistors TC, TD, TE, and the like. Therefore, voltage conversion with high boosting efficiency can be realized with a simple and small circuit configuration.

また図1(A)では、電圧変換用キャパシタCC、トランジスタTC、TDには、VDD程度の電圧差しか印加されない。従って、電圧変換用キャパシタCCを低耐圧(LV)のキャパシタにより形成でき、トランジスタTC、TDを低耐圧(LV)のトランジスタにより形成できる。従って、これらのキャパシタ、トランジスタのレイアウト面積を小さくすることが可能になり、回路の小規模化を図れる。   In FIG. 1A, only a voltage difference of about VDD is applied to the voltage conversion capacitor CC and the transistors TC and TD. Therefore, the voltage conversion capacitor CC can be formed of a low breakdown voltage (LV) capacitor, and the transistors TC and TD can be formed of a low breakdown voltage (LV) transistor. Accordingly, the layout area of these capacitors and transistors can be reduced, and the circuit scale can be reduced.

なおディスチャージ用トランジスタTEについては、2VDD程度の電圧差が印加されるため、低耐圧キャパシタ、低耐圧トランジスタよりも耐圧が高い高耐圧(HV)のトランジスタにより形成される。   The discharge transistor TE is formed of a high breakdown voltage (HV) transistor having a higher breakdown voltage than the low breakdown voltage capacitor and the low breakdown voltage transistor because a voltage difference of about 2VDD is applied.

また図1(A)では、プリチャージ回路42のプリチャージ用トランジスタTCがP型トランジスタにより形成される。従って、プリチャージ用トランジスタTCをN型トランジスタにより形成した場合に問題となる基板バイアス効果を防止できる。従って、基板バイアス効果によりしきい値電圧VTHが高くなり、出力ノードNFの出力電圧が小さくなってしまう事態を防止でき、昇圧効率を向上できる。   In FIG. 1A, the precharge transistor TC of the precharge circuit 42 is formed of a P-type transistor. Therefore, it is possible to prevent a substrate bias effect which becomes a problem when the precharge transistor TC is formed of an N-type transistor. Therefore, it is possible to prevent the threshold voltage VTH from becoming high due to the substrate bias effect and the output voltage at the output node NF from becoming small, and boost efficiency can be improved.

2.電圧変換回路の第1の変形例
図2(A)に電圧変換回路40の第1の変形例を示す。図2(A)では、プリチャージ回路42は、VDD(第2の電源)と電荷蓄積ノードNCとの間に設けられ、そのゲートが出力ノードNFに接続されるP型のプリチャージ用トランジスタTC2を含む。それ以外については図1(A)と同様の回路構成になっている。なおトランジスタTC2の基板は電荷蓄積ノードNCに接続される。またトランジスタTC2は低耐圧トランジスタにより形成されている。
2. First Modification of Voltage Conversion Circuit FIG. 2A shows a first modification of the voltage conversion circuit 40. In FIG. 2A, the precharge circuit 42 is provided between the VDD (second power supply) and the charge storage node NC, and a P-type precharge transistor TC2 whose gate is connected to the output node NF. including. Other than that, the circuit configuration is the same as in FIG. The substrate of the transistor TC2 is connected to the charge storage node NC. The transistor TC2 is formed of a low breakdown voltage transistor.

図1(A)では、クロックCKが0Vになるプリチャージ期間において、電荷蓄積ノードNCの電圧がVDD−VTHになる。即ち図1(A)ではプリチャージ期間においてトランジスタTCがオンになる必要があるため、電荷蓄積ノードNCの電圧はVDDよりもしきい値電圧VTH分だけ低くなる。   In FIG. 1A, the voltage of the charge storage node NC becomes VDD−VTH in the precharge period in which the clock CK becomes 0V. That is, in FIG. 1A, since the transistor TC needs to be turned on in the precharge period, the voltage of the charge storage node NC is lower than VDD by the threshold voltage VTH.

これに対して図2(A)では、クロックCKが0Vになるプリチャージ期間において、ディスチャージ用のトランジスタTEがオンになるため、出力ノードNFは0Vになる。従って、この0Vの電圧がそのゲートに入力されるP型のプリチャージ用トランジスタTC2は完全なオン状態になるため、電荷蓄積ノードNCは、VDD−VTHではなくVDDにプリチャージされるようになる。従って、クロックCKがVDDになり、電荷転送用トランジスタTDがオンになる電荷転送期間において、出力ノードNFの電圧は、2VDD−VTHではなく2VDDに昇圧されるようになる。また、この時、2VDDの電圧がそのゲートに入力されるP型のプリチャージ用トランジスタTC2は完全なオフになるため、電荷蓄積ノードNCからVDDの電源への電荷の逆流も防止できる。   On the other hand, in FIG. 2A, since the discharge transistor TE is turned on in the precharge period in which the clock CK is 0V, the output node NF becomes 0V. Therefore, since the P-type precharge transistor TC2 to which the voltage of 0 V is input to the gate is completely turned on, the charge storage node NC is precharged to VDD instead of VDD-VTH. . Therefore, in the charge transfer period in which the clock CK is set to VDD and the charge transfer transistor TD is turned on, the voltage of the output node NF is boosted to 2VDD instead of 2VDD−VTH. At this time, since the P-type precharge transistor TC2 to which the voltage of 2VDD is inputted to the gate is completely turned off, the backflow of charges from the charge storage node NC to the VDD power supply can be prevented.

このように図1(A)では、2VDD−VTHの振幅のクロックCK’しか得られなかったのに対して、図2(A)の第1の変形例によれば、2VDDの振幅のクロックCK’を得ることができるため、昇圧効率を向上できる。   As described above, in FIG. 1A, only the clock CK ′ having the amplitude of 2VDD−VTH is obtained, whereas according to the first modification of FIG. 2A, the clock CK having the amplitude of 2VDD is obtained. 'Can be obtained, so the boosting efficiency can be improved.

3.電圧変換回路の第2の変形例
図2(B)に電圧変換回路40の第2の変形例を示す。図2(B)では、ディスチャージ回路46は、出力ノードNFとVSS(第1の電源)との間に設けられ、VDD(第2の電源)がゲートに入力されるN型の電圧差調整用トランジスタTFを含む。またディスチャージ回路46は、出力ノードNFとVSSとの間に電圧差調整用トランジスタTFと直列に設けられ、ディスチャージ期間においてオンになるN型のディスチャージ用トランジスタTGを含む。
3. Second Modification of Voltage Conversion Circuit FIG. 2B shows a second modification of the voltage conversion circuit 40. In FIG. 2B, the discharge circuit 46 is provided between the output node NF and VSS (first power supply), and is for N-type voltage difference adjustment in which VDD (second power supply) is input to the gate. Includes a transistor TF. The discharge circuit 46 includes an N-type discharge transistor TG that is provided in series with the voltage difference adjusting transistor TF between the output node NF and VSS and is turned on during the discharge period.

なお図2(B)では、プリチャージ用トランジスタTC2のゲートには、図2(A)と同様に出力ノードNFが接続されているが、図1(A)のようにトランジスタTC2のゲートを電荷蓄積ノードNCに接続する変形実施も可能である。   In FIG. 2B, the output node NF is connected to the gate of the precharging transistor TC2 as in FIG. 2A, but the gate of the transistor TC2 is charged as shown in FIG. Variations connected to the storage node NC are also possible.

図2(B)の第2の変形例によれば、ディスチャージ回路46を構成するN型のトランジスタTF、TGを低耐圧トランジスタにより形成できる。従って、図1(A)のようにディスチャージ回路46を構成するトランジスタTEが高耐圧トランジスタで形成される場合に比べて、電圧変換回路40のレイアウト面積を小さくできる。即ち図2(B)では、電圧変換回路40を構成するキャパシタCC、トランジスタTC2、TD、TF、TGを全て低耐圧トランジスタにより形成できる。従って、トランジスタTF、TGのゲート長を小さくしてレイアウト面積を小さくできると共に、キャパシタCC、トランジスタTC2、TD、TF、TGを、低耐圧領域にまとめてレイアウト配置できるため、図1(A)に比べてレイアウト面積を小さくできる。   According to the second modification of FIG. 2B, the N-type transistors TF and TG constituting the discharge circuit 46 can be formed by low breakdown voltage transistors. Therefore, the layout area of the voltage conversion circuit 40 can be reduced as compared with the case where the transistor TE constituting the discharge circuit 46 is formed of a high breakdown voltage transistor as shown in FIG. That is, in FIG. 2B, the capacitor CC and the transistors TC2, TD, TF, and TG constituting the voltage conversion circuit 40 can all be formed by low withstand voltage transistors. Accordingly, the gate length of the transistors TF and TG can be reduced to reduce the layout area, and the capacitor CC and the transistors TC2, TD, TF, and TG can be laid out collectively in a low withstand voltage region, so that FIG. Compared to the layout area, the layout area can be reduced.

4.電圧変換回路の第3の変形例
図3(A)に、電圧変換回路及びこれを含む昇圧回路の第3の変形例を示す。
4). Third Modification Example of Voltage Conversion Circuit FIG. 3A shows a third modification example of the voltage conversion circuit and the booster circuit including the voltage conversion circuit.

図1(A)の電圧変換回路では、トランジスタTD、TEに対して同じノードNEが接続されている。従ってノードNEの電圧レベルの遷移期間において、トランジスタTD、TEの両方がオンする事態が生じ、貫通電流が発生する。そしてこのような貫通電流が発生すると、蓄積ノードNCに蓄積した電荷がVSS側に放電されてしまい、昇圧効率が悪化する。図3(A)の第3の変形例によれば、このような問題を解消できる。   In the voltage conversion circuit of FIG. 1A, the same node NE is connected to the transistors TD and TE. Therefore, in the transition period of the voltage level of the node NE, a situation occurs in which both the transistors TD and TE are turned on, and a through current is generated. When such a through current is generated, the charge stored in the storage node NC is discharged to the VSS side, and the boosting efficiency is deteriorated. According to the third modification of FIG. 3A, such a problem can be solved.

図3(A)において第1の電圧変換回路40-11は、第1の電圧変換用キャパシタ、第1のプリチャージ回路、第1の電荷転送回路、第1のディスチャージ回路として、各々、キャパシタCC11、トランジスタTC11、トランジスタTD11、トランジスタTF11及びTG11を含む。また第2の電圧変換回路40-12は、第2の電圧変換用キャパシタ、第2のプリチャージ回路、第2の電荷転送回路、第2のディスチャージ回路として、各々、キャパシタCC12、トランジスタTC12、トランジスタTD12、トランジスタTF12及びTG12を含む。   In FIG. 3A, a first voltage conversion circuit 40-11 includes a capacitor CC11 as a first voltage conversion capacitor, a first precharge circuit, a first charge transfer circuit, and a first discharge circuit, respectively. , Transistor TC11, transistor TD11, transistors TF11 and TG11. The second voltage conversion circuit 40-12 includes a capacitor CC12, a transistor TC12, and a transistor as a second voltage conversion capacitor, a second precharge circuit, a second charge transfer circuit, and a second discharge circuit, respectively. Includes TD12, transistors TF12 and TG12.

なお図3(A)では、各電圧変換回路40-11、40-12として、図2(B)の構成を採用した場合について示しているが、図1(A)や図2(A)の構成等を採用してもよい。   FIG. 3A shows the case where the configuration of FIG. 2B is adopted as each of the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12, but FIG. 3A and FIG. A configuration or the like may be adopted.

図3(A)では、図3(B)のB1に示すように電圧変換回路40-11のトランジスタTD11(第1の電荷転送回路)が、電荷蓄積ノードNC11(第1の電荷蓄積ノード)から出力ノードNF11(第1の出力ノード)への電荷転送を行っている期間(第1の電荷転送期間)において、B2に示すように電圧変換回路40-12のトランジスタTG12(第2のディスチャージ回路)が、出力ノードNF12(第2の出力ノード)のディスチャージを行う。即ち電圧変換回路40-11の電荷転送用トランジスタTD11がオンになる期間において、電圧変換回路40-12のディスチャージ用トランジスタTG12がオンになりディスチャージが行われる。   In FIG. 3A, as indicated by B1 in FIG. 3B, the transistor TD11 (first charge transfer circuit) of the voltage conversion circuit 40-11 is connected to the charge storage node NC11 (first charge storage node). In a period (first charge transfer period) in which charge is transferred to the output node NF11 (first output node), as shown by B2, the transistor TG12 (second discharge circuit) of the voltage conversion circuit 40-12 Discharges the output node NF12 (second output node). That is, during the period in which the charge transfer transistor TD11 of the voltage conversion circuit 40-11 is turned on, the discharge transistor TG12 of the voltage conversion circuit 40-12 is turned on and discharge is performed.

また図3(B)のB3に示すように電圧変換回路40-12のトランジスタTD12(第2の電荷転送回路)が、電荷蓄積ノードNC12(第2の電荷蓄積ノード)から出力ノードNF12(第2の出力ノード)への電荷転送を行っている期間(第2の電荷転送期間)において、B4に示すように電圧変換回路40-11のトランジスタTG11(第1のディスチャージ回路)が、出力ノードNF11(第1の出力ノード)のディスチャージを行う。即ち電圧変換回路40-12の電荷転送用トランジスタTD12がオンになる期間において、電圧変換回路40-11のディスチャージ用トランジスタTG11がオンになりディスチャージが行われる。   Further, as indicated by B3 in FIG. 3B, the transistor TD12 (second charge transfer circuit) of the voltage conversion circuit 40-12 is changed from the charge storage node NC12 (second charge storage node) to the output node NF12 (second charge transfer node). In the period (second charge transfer period) during which charge is transferred to the output node of the output node), the transistor TG11 (first discharge circuit) of the voltage conversion circuit 40-11 is connected to the output node NF11 (first discharge circuit) as indicated by B4. The first output node) is discharged. That is, during the period in which the charge transfer transistor TD12 of the voltage conversion circuit 40-12 is turned on, the discharge transistor TG11 of the voltage conversion circuit 40-11 is turned on and discharge is performed.

図3(B)のB5、B6に示すように、電圧変換回路40-11、40-12には、クロックCK11(第1のクロック)と、クロックCK11に対してノンオーバラップの関係にあるクロックCK12(第2のクロック)が供給されている。   As shown at B5 and B6 in FIG. 3B, the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 include a clock CK11 (first clock) and a clock that is non-overlapping with respect to the clock CK11. CK12 (second clock) is supplied.

そして電荷転送回路40-11は、電荷蓄積ノードNC11と出力ノードNF11との間に設けられ、クロックCK11がHレベル(第2の電圧レベル)である場合にオンになるP型の電荷転送用のトランジスタTD11を含んでいる。また出力ノードNF11とVSS(第1の電源)との間に設けられ、クロックCK12がHレベルである場合にオンになるN型のディスチャージ用トランジスタTG11を含んでいる。即ちトランジスタTD11のゲートにはクロックCK11の反転信号が入力され、トランジスタTG11のゲートにはクロックCK12の非反転信号が入力される。   The charge transfer circuit 40-11 is provided between the charge storage node NC11 and the output node NF11, and turns on when the clock CK11 is at the H level (second voltage level). A transistor TD11 is included. Also included is an N-type discharge transistor TG11 which is provided between the output node NF11 and VSS (first power supply) and is turned on when the clock CK12 is at the H level. That is, the inverted signal of the clock CK11 is input to the gate of the transistor TD11, and the non-inverted signal of the clock CK12 is input to the gate of the transistor TG11.

また電荷転送回路40-12は、電荷蓄積ノードNC12と出力ノードNF12との間に設けられ、クロックCK12がHレベルである場合にオンになるP型の電荷転送用のトランジスタTD12を含んでいる。また出力ノードNF12とVSSとの間に設けられ、クロックCK11がHレベルである場合にオンになるN型のディスチャージ用トランジスタTG12を含んでいる。即ちトランジスタTD12のゲートにはクロックCK12の反転信号が入力され、トランジスタTG12のゲートにはクロックCK11の非反転信号が入力される。   The charge transfer circuit 40-12 includes a P-type charge transfer transistor TD12 which is provided between the charge storage node NC12 and the output node NF12 and is turned on when the clock CK12 is at the H level. Also included is an N-type discharge transistor TG12 which is provided between the output node NF12 and VSS and is turned on when the clock CK11 is at the H level. That is, an inverted signal of the clock CK12 is input to the gate of the transistor TD12, and a non-inverted signal of the clock CK11 is input to the gate of the transistor TG12.

そしてB5に示すようにクロックCK11がHレベル(第2の電圧レベル)であり、クロックCK12がLレベル(第1の電圧レベル)である場合には、B1に示すように、CK11の反転信号がゲートに入力されるトランジスタTD11(第1の電荷転送回路)がオンになり、電荷蓄積ノードNC11から出力ノードNF11への電荷転送が行われる。またB2に示すように、クロックCK11の非反転信号がゲートに入力されるトランジスタTG12(第2のディスチャージ回路)がオンになり、出力ノードNF12のディスチャージが行われる。   When the clock CK11 is at H level (second voltage level) and the clock CK12 is at L level (first voltage level) as shown at B5, the inverted signal of CK11 is shown at B1. The transistor TD11 (first charge transfer circuit) input to the gate is turned on, and charge transfer from the charge storage node NC11 to the output node NF11 is performed. As indicated by B2, the transistor TG12 (second discharge circuit) to which the non-inverted signal of the clock CK11 is input is turned on, and the output node NF12 is discharged.

一方、B6に示すようにクロックCK12がHレベル(第2の電圧レベル)であり、クロックCK11がLレベル(第1の電圧レベル)である場合には、B3に示すように、CK12の反転信号がゲートに入力されるトランジスタTD12(第2の電荷転送回路)がオンになり、電荷蓄積ノードNC12から出力ノードNF12への電荷転送が行われる。またB4に示すように、クロックCK12の非反転信号がゲートに入力されるトランジスタTG11(第1のディスチャージ回路)がオンになり、出力ノードNF11のディスチャージが行われる。   On the other hand, when the clock CK12 is at the H level (second voltage level) as shown at B6 and the clock CK11 is at the L level (first voltage level), the inverted signal of CK12 is shown at B3. The transistor TD12 (second charge transfer circuit) that is input to the gate is turned on, and charge transfer from the charge storage node NC12 to the output node NF12 is performed. As indicated by B4, the transistor TG11 (first discharge circuit) to which the non-inverted signal of the clock CK12 is input is turned on, and the output node NF11 is discharged.

以上のように第3の変形例によれば、図3(B)のB1、B4に示すように、電圧変換回路40-11の電荷転送用トランジスタTD11がオンになる期間とディスチャージ用トランジスタTG11がオンになる期間とがノンオーバラップになり、これらの期間の間にB7に示すようなオフ期間が必ず存在するようになる。従って、トランジスタTD11、TG11を介した貫通電流により電荷蓄積ノードNC11の蓄積電荷がVSS側に放電されてしまう事態を防止できる。同様に図3(B)のB2、B3に示すように、電荷転送回路40-12の電荷転送用トランジスタTD12がオンになる期間とディスチャージ用トランジスタTG12がオンになる期間とがノンオーバラップになり、これらの期間の間にB8に示すようなオフ期間が必ず存在するようになる。従って、トランジスタTD12、TG12を介した貫通電流により電荷蓄積ノードNC12の蓄積電荷がVSS側に放電されてしまう事態を防止でき、昇圧効率を向上できる。   As described above, according to the third modification, as shown by B1 and B4 in FIG. 3B, the period in which the charge transfer transistor TD11 of the voltage conversion circuit 40-11 is turned on and the discharge transistor TG11 are The on period is non-overlapping, and an off period as shown in B7 always exists between these periods. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the accumulated charge of the charge accumulation node NC11 is discharged to the VSS side due to the through current through the transistors TD11 and TG11. Similarly, as indicated by B2 and B3 in FIG. 3B, the period in which the charge transfer transistor TD12 of the charge transfer circuit 40-12 is turned on and the period in which the discharge transistor TG12 is turned on are non-overlapping. Between these periods, an off period as indicated by B8 always exists. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the accumulated charge of the charge accumulation node NC12 is discharged to the VSS side due to the through current through the transistors TD12 and TG12, and the boosting efficiency can be improved.

特に第3の変形例では、チャージポンプ動作に必要なノンオーバラップのクロックCK11、CK12の存在に着目し、これらのノンオーバラップのクロックCK11、CK12を有効活用して、貫通電流を防止した点に特徴がある。即ち、電圧変換回路40-11、40-12の間でクロックCK11、CK12を相互に利用し、電圧変換回路40-11のトランジスタTD11と電圧変換回路40-12のトランジスタTG12については、クロックCK11によりオン・オフ制御する。また電圧変換回路40-11のトランジスタTG11と電圧変換回路40-12のトランジスタTD12については、クロックCK11とノンオーバラップの関係にあるクロックCK12によりオン・オフ制御する。こうすれば、B5、B6に示すようなクロックCK11、CK12のノンオーバラップの関係を有効活用して、トランジスタTD11、TG11を介した貫通電流と、トランジスタTD12、TG12を介した貫通電流を防止でき、昇圧効率を向上できる。   In particular, the third modification focuses on the existence of non-overlapping clocks CK11 and CK12 necessary for the charge pump operation, and effectively utilizes these non-overlapping clocks CK11 and CK12 to prevent a through current. There is a feature. That is, the clocks CK11 and CK12 are mutually used between the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12, and the transistor TD11 of the voltage conversion circuit 40-11 and the transistor TG12 of the voltage conversion circuit 40-12 are driven by the clock CK11. ON / OFF control. The transistor TG11 of the voltage conversion circuit 40-11 and the transistor TD12 of the voltage conversion circuit 40-12 are controlled to be turned on / off by the clock CK12 having a non-overlapping relationship with the clock CK11. In this way, the non-overlap relationship between the clocks CK11 and CK12 as shown in B5 and B6 can be effectively used to prevent the through current through the transistors TD11 and TG11 and the through current through the transistors TD12 and TG12. Boosting efficiency can be improved.

5.昇圧回路
図4に本実施形態の電圧変換回路を含む昇圧回路の構成例を示す。この昇圧回路はチャージポンプ回路10を含む。このチャージポンプ回路10は、直列接続された複数のチャージポンプユニット20-1〜20-N(広義には第1〜第Nのチャージポンプユニット。Nは2以上の整数)を有する。そして初段のチャージポンプユニット20-1には電源電圧VDDが入力され、最終段のチャージポンプユニット20-Nはチャージポンプによる昇圧電圧VPPを出力する。なおチャージポンプユニット20-Nの出力に平滑化回路を設けてもよい。また本実施形態の電圧変換回路を含む昇圧回路は、図4の構成に限定されず、種々の変形実施が可能である。
5. Booster Circuit FIG. 4 shows a configuration example of a booster circuit including the voltage conversion circuit of this embodiment. This booster circuit includes a charge pump circuit 10. The charge pump circuit 10 includes a plurality of charge pump units 20-1 to 20-N (first to Nth charge pump units in a broad sense, where N is an integer of 2 or more) connected in series. The power supply voltage VDD is input to the first-stage charge pump unit 20-1, and the last-stage charge pump unit 20-N outputs the boosted voltage VPP by the charge pump. A smoothing circuit may be provided at the output of the charge pump unit 20-N. Further, the booster circuit including the voltage conversion circuit of the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 4, and various modifications can be made.

昇圧回路はクロック供給回路50を含むこともできる。このクロック供給回路50は、チャージポンプ用のクロックCK11、CK12、CK21、CK22・・・・CKN1、CKN2を生成してチャージポンプ回路10に供給する。   The booster circuit can also include a clock supply circuit 50. The clock supply circuit 50 generates charge pump clocks CK11, CK12, CK21, CK22,... CKN1, CKN2 and supplies them to the charge pump circuit 10.

ここでクロックCK11とCK12、CK21とCK22・・・・CKN1とCKN2は、互いにノンオーバラップの関係になっている。即ちクロックCK11がアクティブ(第2の電圧レベル、例えばHレベル)になる期間では、クロックCK12が非アクティブ(第1の電圧レベル、例えばLレベル)になり、クロックCK12がアクティブになる期間では、クロックCK11が非アクティブになる。CK21とCK22やCKN1とCKN2などの他のクロック間の関係も同様の関係になっている。   Here, the clocks CK11 and CK12, CK21 and CK22,... CKN1 and CKN2 have a non-overlapping relationship. That is, in the period when the clock CK11 is active (second voltage level, for example, H level), the clock CK12 is inactive (first voltage level, for example, L level), and in the period where the clock CK12 is active, CK11 becomes inactive. The relationship between other clocks such as CK21 and CK22 or CKN1 and CKN2 is similar.

クロック供給回路50はリングオシレータ54(広義にはクロック生成回路)を含むことができる。このリングオシレータ54は、例えば直列に接続されたインバータ(バッファ)を含み、多相のクロックRCK1、RCK2、RCK3・・・・RCKJ(Jは2以上の整数)を生成して出力する。これらのクロックRCK1、RCK2、RCK3・・・・RCKJは、リングオシレータ54が含む各インバータの出力ノードから出力されるクロックである。   The clock supply circuit 50 can include a ring oscillator 54 (clock generation circuit in a broad sense). The ring oscillator 54 includes, for example, inverters (buffers) connected in series, and generates and outputs multiphase clocks RCK1, RCK2, RCK3,... RCKJ (J is an integer of 2 or more). These clocks RCK1, RCK2, RCK3,... RCKJ are clocks output from the output nodes of the inverters included in the ring oscillator 54.

クロック供給回路50はデコーダ52を含むことができる。このデコーダ52は、リングオシレータ54からの多相のクロックRCK1〜RCKJをデコードすることで、クロックCK11、CK12、CK21、CK22・・・・CKN1、CKN2を生成して、チャージポンプ回路10に出力する。   The clock supply circuit 50 can include a decoder 52. The decoder 52 decodes the multiphase clocks RCK1 to RCKJ from the ring oscillator 54 to generate clocks CK11, CK12, CK21, CK22,... CKN1, CKN2, and outputs them to the charge pump circuit 10. .

チャージポンプユニット20-1は、電荷転送回路30-1、チャージポンプ用のキャパシタCA11、CA12(第1、第2のキャパシタ)、電圧変換回路40-11、40-12(第1、第2の電圧変換回路)を含む。チャージポンプユニット20-2・・・・20-Nも同様である。   The charge pump unit 20-1 includes a charge transfer circuit 30-1, charge pump capacitors CA11 and CA12 (first and second capacitors), and voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 (first and second capacitors). Voltage conversion circuit). The same applies to the charge pump units 20-2... 20-N.

電荷転送回路20-1(20-2〜20-N)は、チャージポンプ用のキャパシタ間の電荷転送(及びキャパシタ間の電荷の逆流防止)を行うための回路である。具体的には例えば前段のチャージポンプユニットからの電荷の転送や、次段のチャージポンプユニットへの電荷転送を行う。またキャパシタCA12からCA11に電荷が逆流するのを防止する。   The charge transfer circuit 20-1 (20-2 to 20-N) is a circuit for performing charge transfer between charge pump capacitors (and preventing backflow of charges between capacitors). Specifically, for example, charge transfer from the previous stage charge pump unit or charge transfer to the next stage charge pump unit is performed. In addition, the charge is prevented from flowing back from the capacitors CA12 to CA11.

チャージポンプ用のキャパシタCA11、CA12は、その一端(上側電極)が電荷転送回路30-1に接続される。即ちキャパシタCA11、CA12は、電荷転送回路30-1と電圧変換回路40-11、40-12との間に設けられる。   One ends (upper electrodes) of the charge pump capacitors CA11 and CA12 are connected to the charge transfer circuit 30-1. That is, the capacitors CA11 and CA12 are provided between the charge transfer circuit 30-1 and the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12.

第1の電圧変換回路40-11(40-21〜40-N1)は、第1のクロックCK11が供給される第1のクロック供給ノードとキャパシタCA11の他端(下側電極)との間に設けられる。そして電圧変換回路40-11(サブ昇圧回路、レベルシフタ)はクロックCK11の電圧を昇圧(レベルシフト)することで得られるクロックCK11’(第1の変換クロック)を、キャパシタCA11の他端に出力する。具体的には図5に示すように電圧変換回路40-11は、クロックCK11がL(Low)レベル(広義には第1の電圧レベル)である場合には、Lレベルの電圧のクロックCK11’を、キャパシタCA11の他端に出力する。またクロックCK11がH(High)レベル(広義には第2の電圧レベル)である場合には、LレベルとHレベル(第1、第2の電圧レベル)の電圧差(VDD)を例えば2倍(2VDD)或いは2倍程度(2VDD−VTH)に昇圧した電圧(広義にはM倍(M>1)に昇圧した電圧)のクロックCK11’を、キャパシタCA11の他端に出力する。   The first voltage conversion circuit 40-11 (40-21 to 40-N1) is provided between the first clock supply node to which the first clock CK11 is supplied and the other end (lower electrode) of the capacitor CA11. Provided. The voltage conversion circuit 40-11 (sub boost circuit, level shifter) outputs a clock CK11 ′ (first conversion clock) obtained by boosting (level shifting) the voltage of the clock CK11 to the other end of the capacitor CA11. . Specifically, as shown in FIG. 5, when the clock CK11 is at the L (Low) level (first voltage level in a broad sense), the voltage conversion circuit 40-11 has the L level voltage clock CK11 ′. Is output to the other end of the capacitor CA11. When the clock CK11 is at the H (High) level (second voltage level in a broad sense), the voltage difference (VDD) between the L level and the H level (first and second voltage levels) is doubled, for example. A clock CK11 ′ of a voltage boosted to (2VDD) or about twice (2VDD−VTH) (a voltage boosted to M times (M> 1 in a broad sense)) is output to the other end of the capacitor CA11.

第2の電圧変換回路40-12(40-22〜40-N2)は、第2のクロックCK12が供給される第2のクロック供給ノードとキャパシタCA12の他端(下側電極)との間に設けられる。そしてクロックCK12の電圧を昇圧することで得られるクロックCK12’(第2の変換クロック)を、キャパシタCA12の他端に出力する。具体的には電圧変換回路40-12は、クロックCK12がLレベル(例えば0V)である場合には、Lレベルの電圧のクロックCK12’を、キャパシタCA12の他端に出力する。またクロックCK12がHレベルである場合には、LレベルとHレベルの電圧差(VDD)を例えば2倍(2VDD)或いは2倍程度(2VDD−VTH)に昇圧した電圧のクロックCK12’を、キャパシタCA12の他端に出力する。   The second voltage conversion circuit 40-12 (40-22 to 40-N2) is provided between the second clock supply node to which the second clock CK12 is supplied and the other end (lower electrode) of the capacitor CA12. Provided. Then, the clock CK12 '(second conversion clock) obtained by boosting the voltage of the clock CK12 is output to the other end of the capacitor CA12. Specifically, when the clock CK12 is at the L level (eg, 0 V), the voltage conversion circuit 40-12 outputs the clock CK12 'having the L level voltage to the other end of the capacitor CA12. When the clock CK12 is at the H level, the clock CK12 ′ having a voltage obtained by boosting the voltage difference (VDD) between the L level and the H level to, for example, twice (2VDD) or about twice (2VDD−VTH) Output to the other end of CA12.

近年、プロセスの微細化に伴い電源電圧が低下して行く傾向にある。従って、このように電源電圧が低下した場合に、従来の手法を用いて、不揮発性メモリ装置の書き込み等に必要な昇圧電圧VPPを得るためには、チャージポンプユニットの段数を増やす必要があり、回路の大規模化や消費電力の増加を招く。   In recent years, power supply voltage tends to decrease with process miniaturization. Therefore, in order to obtain the boosted voltage VPP necessary for writing into the nonvolatile memory device using the conventional method when the power supply voltage is lowered in this way, it is necessary to increase the number of stages of the charge pump unit. This leads to an increase in circuit scale and power consumption.

この点、本実施形態では、電圧変換回路40-11、40-12が、クロックCK11、CK12の電圧を昇圧し、電圧が昇圧されたクロックCK11’、CK12’(第1、第2の変換クロック)をキャパシタCA11、CA12に出力する。従って、チャージポンプユニット20-1は、2VDDの振幅のクロックCK11’、CK12’に基づいて、キャパシタCA11、CA12を用いたチャージポンプ動作を行うことが可能になる。このため、VDDの振幅のクロックでチャージポンプを行う従来の手法に比べて、昇圧効率を向上でき、少ない段数のチャージポンプユニットで高い昇圧電圧VPPを得ることができる。また、元の電源電圧をあらかじめ2倍にして供給する手法に比べて回路規模の増加はそれほど大きくないため、回路の大規模化、消費電力の増加を最小限に抑えながら、所望の昇圧電圧VPPを得ることができる。   In this regard, in the present embodiment, the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 boost the voltages of the clocks CK11 and CK12, and the clocks CK11 ′ and CK12 ′ (first and second conversion clocks) whose voltages are boosted. ) Is output to capacitors CA11 and CA12. Therefore, the charge pump unit 20-1 can perform a charge pump operation using the capacitors CA11 and CA12 based on the clocks CK11 'and CK12' having an amplitude of 2VDD. Therefore, the boosting efficiency can be improved as compared with the conventional method in which the charge pump is performed with the clock having the amplitude of VDD, and a high boosted voltage VPP can be obtained with the charge pump unit having a small number of stages. In addition, since the increase in circuit scale is not so large as compared with the method of supplying the original power supply voltage twice in advance, the desired boosted voltage VPP can be achieved while minimizing the increase in circuit scale and power consumption. Can be obtained.

また、チャージポンプユニットが直列接続される昇圧回路では、VDD−VTHの大きさと、チャージポンプユニットの段数に応じた昇圧電圧VPPが生成される。ところが、最終段に近いチャージポンプユニットのN型トランジスタでは、そのしきい値電圧VTHが基板バイアス効果により増加してしまう。従って、従来の昇圧回路では、最終段に近いチャージポンプユニットほど、VDD−VTHの電圧差が小さくなってしまい、昇圧効率が悪化する。   In the booster circuit in which the charge pump units are connected in series, the boosted voltage VPP corresponding to the magnitude of VDD-VTH and the number of stages of the charge pump unit is generated. However, in the N-type transistor of the charge pump unit close to the final stage, the threshold voltage VTH increases due to the substrate bias effect. Therefore, in the conventional booster circuit, the closer to the final stage the charge pump unit, the smaller the VDD-VTH voltage difference becomes, and the boosting efficiency deteriorates.

これに対して本実施形態では、その振幅がVDDから2VDD程度に変換されたクロックに基づいてチャージポンプ動作が行われる。従って、昇圧の飽和レベルを上昇させられるチャージポンプユニットにおいても、2VDD−VTHの電圧差はそれほど小さくならないため、昇圧効率の悪化を最小限に抑えることができる。   In contrast, in the present embodiment, the charge pump operation is performed based on a clock whose amplitude is converted from VDD to about 2VDD. Therefore, even in a charge pump unit that can raise the saturation level of boosting, the voltage difference of 2VDD-VTH is not so small, and deterioration of boosting efficiency can be minimized.

6.チャージポンプユニットの詳細な構成例
図6にチャージポンプユニットの詳細な構成例を示す。図6では、チャージポンプユニット20-1の電荷転送回路30-1(30-2〜30-N)は、N型の第1、第2のトランジスタTA1、TB1を含む。
6). Detailed Configuration Example of Charge Pump Unit FIG. 6 shows a detailed configuration example of the charge pump unit. In FIG. 6, the charge transfer circuit 30-1 (30-2 to 30-N) of the charge pump unit 20-1 includes N-type first and second transistors TA1 and TB1.

ここで第1のトランジスタTA1は、チャージポンプユニット20-1の入力ノードNA11と、キャパシタCA12の一端(上側電極)が接続される出力ノードNA12との間に設けられる。そして、そのゲートがキャパシタCA11の一端(上側電極)であるノードNB11に接続される。また第2のトランジスタTB1は、入力ノードNA11とキャパシタCA11の一端であるノードNB11との間に設けられる。そしてそのゲートがチャージポンプユニット20-1の出力ノードNA12に接続される。   Here, the first transistor TA1 is provided between the input node NA11 of the charge pump unit 20-1 and the output node NA12 to which one end (upper electrode) of the capacitor CA12 is connected. The gate of the capacitor CA11 is connected to the node NB11 which is one end (upper electrode) of the capacitor CA11. The second transistor TB1 is provided between the input node NA11 and the node NB11 which is one end of the capacitor CA11. The gate is connected to the output node NA12 of the charge pump unit 20-1.

電圧変換回路40-11の出力ノードNF11は、キャパシタCA11の他端(下側電極)に接続される。また電圧変換回路40-12の出力ノードNF12は、キャパシタCA12の他端(下側電極)に接続される。   The output node NF11 of the voltage conversion circuit 40-11 is connected to the other end (lower electrode) of the capacitor CA11. The output node NF12 of the voltage conversion circuit 40-12 is connected to the other end (lower electrode) of the capacitor CA12.

図6の構成によれば、クロックCK11の電圧を2倍程度に昇圧したクロックCK11’がキャパシタCA11の他端に印加され、クロックCK12の電圧を2倍程度に昇圧したクロックCK12’がキャパシタCA12の他端に印加されて、チャージポンプ動作が行われる。従って各チャージポンプユニットでの昇圧効率を向上でき、少ない段数のチャージポンプユニットで高い昇圧電圧VPPを得ることが可能になる。   According to the configuration of FIG. 6, a clock CK11 ′ obtained by boosting the voltage of the clock CK11 by about twice is applied to the other end of the capacitor CA11, and a clock CK12 ′ obtained by boosting the voltage of the clock CK12 by about twice is applied to the capacitor CA12. Applied to the other end, a charge pump operation is performed. Therefore, the boosting efficiency in each charge pump unit can be improved, and a high boosted voltage VPP can be obtained with a charge pump unit having a small number of stages.

ここで図6では、メインのキャパシタCA12に対して、キャパシタCA11はトランジスタTA1のゲートを制御するためのサブのキャパシタとして機能する。このため、キャパシタCA11の容量値はキャパシタCA12に比べて小さい。   Here, in FIG. 6, the capacitor CA11 functions as a sub capacitor for controlling the gate of the transistor TA1 with respect to the main capacitor CA12. For this reason, the capacitance value of the capacitor CA11 is smaller than that of the capacitor CA12.

また図6では、電圧変換回路40-11、40-12のキャパシタCC11、CC12は低耐圧(LV)キャパシタにより形成されている。またトランジスタTC11、TD11、TC12、TD12も低耐圧トランジスタにより形成されている。これに対して、チャージポンプ用のキャパシタCA11、CA12は、低耐圧キャパシタよりも耐圧が高い高耐圧(HV)キャパシタにより形成されている。またトランジスタTA1、TB1も、低耐圧トランジスタよりも耐圧が高い高耐圧トランジスタにより形成されている。   In FIG. 6, the capacitors CC11 and CC12 of the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 are formed of low withstand voltage (LV) capacitors. The transistors TC11, TD11, TC12, and TD12 are also formed of low breakdown voltage transistors. On the other hand, the charge pump capacitors CA11 and CA12 are formed of high withstand voltage (HV) capacitors having a higher withstand voltage than the low withstand voltage capacitors. The transistors TA1 and TB1 are also formed of high voltage transistors having a higher breakdown voltage than the low voltage transistors.

なお本実施形態の電荷転送回路30-1(30-2〜30-N)は図6の構成に限定されず、種々の変形実施が可能であり、例えば図7のような構成であってもよい。図7では、電荷転送回路30-1は、ダイオード接続のN型のトランジスタTA1、TB1を含む。トランジスタTA1は、ノードNB11からNA12への電荷転送を行いながら、ノードNA12からNB11への電荷の逆流を防ぐダイオードとして機能する。即ちノードNB11からNA12への方向を順方向とするダイオードとして機能する。同様にトランジスタTB1は、ノードNA11からNB11への方向を順方向とするダイオードとして機能する。   The charge transfer circuit 30-1 (30-2 to 30-N) of the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 6, and various modifications are possible. For example, the configuration shown in FIG. Good. In FIG. 7, the charge transfer circuit 30-1 includes diode-connected N-type transistors TA1 and TB1. The transistor TA1 functions as a diode that prevents a reverse flow of charge from the node NA12 to NB11 while performing charge transfer from the node NB11 to NA12. That is, it functions as a diode whose forward direction is from the node NB11 to the NA12. Similarly, the transistor TB1 functions as a diode whose forward direction is from the node NA11 to the NB11.

7.駆動波形
図8にチャージポンプ回路の駆動波形の一例を示す。図8は、図4のリングオシレータ54により生成されるクロックが5相のクロックRCK1〜RCK5であり、チャージポンプユニット20-1〜20-Nの段数が5段(N=5)である場合の例である。即ちデコーダ52は、リングオシレータ54からの5相のクロックRCK1〜RCK5をデコードして、クロックCK11、CK12、CK21、CK22・・・・CK51、CK52を生成し、チャージポンプ回路10に供給する。
7). Drive Waveform FIG. 8 shows an example of the drive waveform of the charge pump circuit. FIG. 8 shows a case where the clocks generated by the ring oscillator 54 in FIG. 4 are five-phase clocks RCK1 to RCK5 and the number of stages of the charge pump units 20-1 to 20-N is five (N = 5). It is an example. That is, the decoder 52 decodes the five-phase clocks RCK <b> 1 to RCK <b> 5 from the ring oscillator 54, generates clocks CK <b> 11, CK <b> 12, CK <b> 21, CK <b> 22,.

図8の駆動波形では、クロック供給回路50は、チャージポンプユニット20-1〜20-Nのうちの第K(1≦K<N)のチャージポンプユニットの第2の電圧変換回路に対して第2のクロックとして第2のクロックパルスを供給している期間内において、第Kのチャージポンプユニットの次段の第K+1のチャージポンプユニットの第1の電圧変換回路に対して、第2のクロックパルスよりもパルス幅が短い第1のクロックパルスを第1のクロックとして供給している。   In the drive waveform of FIG. 8, the clock supply circuit 50 has the second voltage conversion circuit of the Kth (1 ≦ K <N) charge pump unit among the charge pump units 20-1 to 20 -N. In the period in which the second clock pulse is supplied as the second clock, the second clock pulse is applied to the first voltage conversion circuit of the (K + 1) th charge pump unit next to the Kth charge pump unit. The first clock pulse having a shorter pulse width is supplied as the first clock.

即ち図8のA1に示す期間においては、チャージポンプユニット20-1(第Kのチャージポンプユニット)の電圧変換回路40-12(第2の電圧変換回路)に対して、A2に示すようにクロックCK12(第2のクロック)としてパルス幅が長い第2のクロックパルスを供給している。そして、このA1に示す期間内において、チャージポンプユニット20-1の次段のチャージポンプユニット20-2(第K+1のチャージポンプユニット)の電圧変換回路40-21(第1の電圧変換回路)に対して、A2の第2のクロックパルスよりもパルス幅が短いA3の第1のクロックパルスを、クロックCK21(第1のクロック)として供給している。   That is, during the period indicated by A1 in FIG. 8, the clock is supplied to the voltage conversion circuit 40-12 (second voltage conversion circuit) of the charge pump unit 20-1 (Kth charge pump unit) as indicated by A2. A second clock pulse having a long pulse width is supplied as CK12 (second clock). During the period indicated by A1, the voltage conversion circuit 40-21 (first voltage conversion circuit) of the charge pump unit 20-2 (K + 1th charge pump unit) subsequent to the charge pump unit 20-1 is supplied to the voltage conversion circuit 40-21. On the other hand, the first clock pulse A3 having a shorter pulse width than the second clock pulse A2 is supplied as the clock CK21 (first clock).

同様に、A4に示す期間においては、チャージポンプユニット20-2の電圧変換回路40-22に対して、A5に示すようにパルス幅が長いクロックCK22を供給している。そして、このA4に示す期間内において、チャージポンプユニット20-2の次段のチャージポンプユニット20-3の電圧変換回路40-23(図示せず)に対して、A5のクロックCK22よりもパルス幅が短いクロックCK31をA6に示すように供給している。   Similarly, in the period indicated by A4, the clock CK22 having a long pulse width is supplied to the voltage conversion circuit 40-22 of the charge pump unit 20-2 as indicated by A5. During the period indicated by A4, the pulse width of the voltage conversion circuit 40-23 (not shown) of the charge pump unit 20-3 subsequent to the charge pump unit 20-2 is larger than that of the clock CK22 of A5. Is supplying a short clock CK31 as indicated by A6.

なお図8の駆動波形に示すように、本実施形態では、クロックCK11とCK12はノンオーバラップの関係(アクティブ期間が重ならない関係)になっており、クロックCK21とCK22もノンオーバラップの関係になっている。またクロックCK11とCK21もノンオーバラップの関係になっており、クロックCK12とCK22もノンオーバラップの関係になっている。   As shown in the drive waveform of FIG. 8, in this embodiment, the clocks CK11 and CK12 have a non-overlapping relationship (a relationship in which the active periods do not overlap), and the clocks CK21 and CK22 also have a non-overlapping relationship. It has become. The clocks CK11 and CK21 are also non-overlapping, and the clocks CK12 and CK22 are also non-overlapping.

図8の駆動波形によれば、クロックCK12(CK12’)がHレベルになるA1に示す期間内において、A3に示すようにクロックCK21(CK21’)がHレベルになる。従って、図6のキャパシタCA21の上側電極側のノードNB21の電圧が高くなり、トランジスタTA2がオンになる。これにより、キャパシタCA12に蓄積された電荷が、トランジスタTA2を介してキャパシタCA22に効率的に転送されるようになる。そして、この時、トランジスタTB2をオフに設定できるため、キャパシタCA12からの電荷が、トランジスタTB2を介してキャパシタCA21側に漏れてしまう事態を防止でき、昇圧効率を向上できる。   According to the drive waveform of FIG. 8, the clock CK21 (CK21 ') becomes H level as indicated by A3 within the period indicated by A1 when the clock CK12 (CK12') becomes H level. Accordingly, the voltage of the node NB21 on the upper electrode side of the capacitor CA21 in FIG. 6 is increased, and the transistor TA2 is turned on. Thereby, the electric charge accumulated in the capacitor CA12 is efficiently transferred to the capacitor CA22 via the transistor TA2. At this time, since the transistor TB2 can be set off, it is possible to prevent the charge from the capacitor CA12 from leaking to the capacitor CA21 side through the transistor TB2, thereby improving the boosting efficiency.

即ち図8の駆動波形では、クロックCK12により図6のノードNA12の電圧を突き上げている期間内において、クロックCK21によりノードNB21の電圧を、短い期間だけ突き上げている。これにより、この短い期間において、トランジスタTA2がオンになり、前段のチャージポンプユニット20-1のキャパシタCA12から、次段のチャージポンプユニット20-2のキャパシタCA22への、効率的な電荷の転送が可能になる。即ち図6のクロックCK11、CK12、CK21、CK22を全てノンオーバラップの関係にする手法等に比べて、電荷の転送効率を向上できるため、昇圧効率を向上できる。特に本実施形態のように、電圧変換回路によりクロックの電圧を昇圧する手法においては、図8に示すような駆動波形を採用することで、昇圧効率の更なる向上を図れる。   That is, in the drive waveform of FIG. 8, the voltage of the node NB21 is pushed up by the clock CK21 for a short period in the period in which the voltage of the node NA12 of FIG. 6 is pushed up by the clock CK12. Thus, in this short period, the transistor TA2 is turned on, and efficient charge transfer from the capacitor CA12 of the previous stage charge pump unit 20-1 to the capacitor CA22 of the next stage charge pump unit 20-2 is performed. It becomes possible. That is, since the charge transfer efficiency can be improved as compared with the technique in which the clocks CK11, CK12, CK21, and CK22 in FIG. 6 are all non-overlapping, the boosting efficiency can be improved. In particular, in the method of boosting the clock voltage by the voltage conversion circuit as in this embodiment, the boosting efficiency can be further improved by adopting the drive waveform as shown in FIG.

なお本実施形態の駆動波形は図8に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば図9の駆動波形は、図4のリングオシレータ54により生成されるクロックが11相のクロックRCK1〜RCK11であり、チャージポンプユニット20-1〜20-Nの段数が5段(N=5)である場合の例である。即ちデコーダ52は、リングオシレータ54からの11相のクロックRCK1〜RCK11をデコードして、クロックCK11、CK12、CK21、CK22・・・・CK51、CK52を生成し、チャージポンプ回路10に供給することになる。   The drive waveform of this embodiment is not limited to that shown in FIG. 8, and various modifications can be made. For example, in the drive waveform of FIG. 9, the clocks generated by the ring oscillator 54 of FIG. 4 are 11-phase clocks RCK1 to RCK11, and the number of stages of the charge pump units 20-1 to 20-N is 5 (N = 5). It is an example in the case of. That is, the decoder 52 decodes the 11-phase clocks RCK1 to RCK11 from the ring oscillator 54, generates clocks CK11, CK12, CK21, CK22,... CK51, CK52, and supplies them to the charge pump circuit 10. Become.

8.昇圧回路のレイアウト例
図10に本実施形態の昇圧回路のレイアウト例(回路パターンの配置例)を示す。図10においてチャージポンプユニット20-1〜20-N(第1〜第Nのチャージポンプユニット)はD1方向(第1の方向)に沿って配置(レイアウト)される。そして例えばチャージポンプユニット20-1(各チャージポンプユニット)では、チャージポンプ用のキャパシタCA11、CA12(第1、第2のキャパシタ)が、D1方向に沿って配置される。即ちキャパシタCA11のD1方向側に隣接してキャパシタCA12が配置される。また、D1方向に直交する方向をD2方向(第2の方向)とした場合に、キャパシタCA11と電圧変換回路40-11がD2方向に沿って配置され、キャパシタCA12と電圧変換回路40-12がD2方向に沿って配置される。他のチャージポンプユニット20-2〜20-Nも同様である。
8). Example of Boost Circuit Layout FIG. 10 shows a layout example (circuit pattern arrangement example) of the booster circuit of this embodiment. In FIG. 10, the charge pump units 20-1 to 20-N (first to Nth charge pump units) are arranged (laid out) along the direction D1 (first direction). For example, in the charge pump unit 20-1 (each charge pump unit), charge pump capacitors CA11 and CA12 (first and second capacitors) are arranged along the direction D1. That is, the capacitor CA12 is disposed adjacent to the capacitor CA11 on the D1 direction side. When the direction orthogonal to the D1 direction is the D2 direction (second direction), the capacitor CA11 and the voltage conversion circuit 40-11 are arranged along the D2 direction, and the capacitor CA12 and the voltage conversion circuit 40-12 are Arranged along the direction D2. The same applies to the other charge pump units 20-2 to 20-N.

また図10では、キャパシタCA11(第1のキャパシタ)とキャパシタCC11(第1の電圧変換用キャパシタ)の間に、電圧変換回路40-11のキャパシタCC11以外の回路(例えば図3(A)のトランジスタTC11、TD11、TF11、TG11)が配置される。またキャパシタCA12(第2のキャパシタ)とキャパシタCC12(第2の電圧変換用キャパシタ)との間に、電圧変換回路40-12のキャパシタCC12以外の回路(例えば図3(A)のトランジスタTC12、TD12、TF12、TG12)が配置される。他のチャージポンプユニット20-2〜20-Nも同様である。   In FIG. 10, a circuit other than the capacitor CC11 of the voltage conversion circuit 40-11 (for example, the transistor of FIG. 3A) is provided between the capacitor CA11 (first capacitor) and the capacitor CC11 (first voltage conversion capacitor). TC11, TD11, TF11, TG11) are arranged. Further, a circuit other than the capacitor CC12 of the voltage conversion circuit 40-12 (for example, the transistors TC12 and TD12 in FIG. 3A) is provided between the capacitor CA12 (second capacitor) and the capacitor CC12 (second voltage conversion capacitor). , TF12, TG12) are arranged. The same applies to the other charge pump units 20-2 to 20-N.

ここで、キャパシタCA11、CA12は高耐圧キャパシタにより形成される。同様に電荷転送回路30-1は高耐圧トランジスタにより形成される。一方、電圧変換用キャパシタCC11、CC12は、高耐圧キャパシタよりも耐圧が低い低耐圧キャパシタにより形成される。同様に、電圧変換回路40-11、40-12のCC11、CC12以外の回路は、高耐圧トランジスタよりも耐圧が低い低耐圧トランジスタにより形成される。他のチャージポンプユニット20-2〜20-Nも同様である。   Here, the capacitors CA11 and CA12 are formed of high voltage capacitors. Similarly, the charge transfer circuit 30-1 is formed by a high voltage transistor. On the other hand, the voltage conversion capacitors CC11 and CC12 are formed of a low breakdown voltage capacitor having a breakdown voltage lower than that of the high breakdown voltage capacitor. Similarly, circuits other than CC11 and CC12 of the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 are formed by low breakdown voltage transistors having a breakdown voltage lower than that of the high breakdown voltage transistors. The same applies to the other charge pump units 20-2 to 20-N.

また図10では、チャージポンプ用のクロックを生成して供給するクロック供給回路50が配置されている。そして例えばチャージポンプユニット20-1では、キャパシタCA11、CA12とクロック供給回路50との間に、電圧変換回路40-11、40-12が配置される。そしてクロック供給回路50と電圧変換回路40-11、40-12との間には、配線領域が設けられる。そしてこの配線領域には、クロック供給回路50が供給するクロック(CK11〜CKN2)の信号線を含む信号線が配線される。他のチャージポンプユニット20-2〜20-Nも同様である。   In FIG. 10, a clock supply circuit 50 that generates and supplies a charge pump clock is arranged. For example, in the charge pump unit 20-1, voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 are arranged between the capacitors CA11 and CA12 and the clock supply circuit 50. A wiring region is provided between the clock supply circuit 50 and the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12. In this wiring area, signal lines including signal lines of clocks (CK11 to CKN2) supplied by the clock supply circuit 50 are wired. The same applies to the other charge pump units 20-2 to 20-N.

図10のレイアウトによれば、キャパシタCA11、CA12がD1方向に沿って配置される。そしてD2方向の反対方向をD4方向(第4の方向)とした場合に、キャパシタCA11のD4方向側に電圧変換回路40-11が配置され、キャパシタCA12のD4方向側に電圧変換回路40-12が配置される。このようにすれば、キャパシタCA11、CA12のD4方向側のスペースを有効活用して、電圧変換回路40-11、40-12を配置できるため、電圧変換回路40-11、40-12を隙間無く配置することができ、レイアウト効率を向上できる。   According to the layout of FIG. 10, the capacitors CA11 and CA12 are arranged along the direction D1. When the direction opposite to the D2 direction is the D4 direction (fourth direction), the voltage conversion circuit 40-11 is disposed on the D4 direction side of the capacitor CA11, and the voltage conversion circuit 40-12 is disposed on the D4 direction side of the capacitor CA12. Is placed. In this way, the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 can be arranged by effectively utilizing the space on the D4 direction side of the capacitors CA11 and CA12. The layout efficiency can be improved.

また図10のレイアウトによれば、キャパシタCA11、CA12などの高耐圧素子(高耐圧キャパシタ、高耐圧トランジスタ)については、高耐圧領域にまとめて配置し、キャパシタCC11、CC12などの低耐圧素子(低耐圧キャパシタ、低耐圧トランジスタ)については、低耐圧領域にまとめて配置できる。そして図10の高耐圧領域と低耐圧領域の間の距離関係だけを考慮して配置すれば済むようになる。従って、高耐圧素子と低耐圧素子を混在させて配置する手法に比べて、レイアウト効率を向上でき、昇圧回路のレイアウトの小面積化を図れる。   Further, according to the layout of FIG. 10, high breakdown voltage elements (high breakdown voltage capacitors, high breakdown voltage transistors) such as capacitors CA11 and CA12 are arranged in a high breakdown voltage region, and low breakdown voltage elements such as capacitors CC11 and CC12 (low voltage). With regard to the breakdown voltage capacitor and the low breakdown voltage transistor, they can be arranged together in the low breakdown voltage region. Then, only the distance relationship between the high withstand voltage region and the low withstand voltage region in FIG. Therefore, the layout efficiency can be improved and the layout area of the booster circuit can be reduced as compared with the method in which the high breakdown voltage element and the low breakdown voltage element are mixedly arranged.

また図10では、キャパシタCA11、CA12とキャパシタCC11、CC12との間に、電圧変換回路40-11、40-12のCC11、CC12以外の回路が配置される。従って、信号の流れに沿った効率的なレイアウトが可能になる。即ち図3(A)において、キャパシタCC11、CC12の下側電極には、クロックCK11、CK12に対応する信号が入力される。そしてキャパシタCC11、CC12の上側電極には、トランジスタTC11、TD11、TC12、TD12等が接続される。従って図10のレイアウトによれば、図3(A)の回路の信号の流れに沿った信号線の配線が可能になる。従って、ノードNC11、NF11、NC12、NF12の配線長を短くして、ショートパスで接続することが可能になり、これらのノードの寄生容量を小さくできる。これにより、これらの寄生容量が昇圧動作に及ぼす悪影響を最小限に抑えることができる。   In FIG. 10, circuits other than CC11 and CC12 of the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 are arranged between the capacitors CA11 and CA12 and the capacitors CC11 and CC12. Therefore, an efficient layout along the signal flow becomes possible. That is, in FIG. 3A, signals corresponding to the clocks CK11 and CK12 are input to the lower electrodes of the capacitors CC11 and CC12. Transistors TC11, TD11, TC12, TD12, etc. are connected to the upper electrodes of the capacitors CC11, CC12. Therefore, according to the layout of FIG. 10, signal lines can be wired along the signal flow of the circuit of FIG. Therefore, it is possible to shorten the wiring length of the nodes NC11, NF11, NC12, and NF12 and connect them by a short path, and the parasitic capacitance of these nodes can be reduced. Thereby, the adverse effect of these parasitic capacitances on the boosting operation can be minimized.

また図10では、クロック供給回路50と電圧変換回路40-11、40-12の間に配線領域が設けられる。従って、クロック供給回路50と、電圧変換回路40-11、40-12やキャパシタCA11、CA12との間の距離を、少なくともこの配線領域のD2方向での幅の分だけ余計に離すことができる。これにより、クロック供給回路50で発生するクロックノイズ等が、電圧変換回路40-11、40-12やキャパシタCA11、CA12での電荷の蓄積ノードに悪影響を及ぼす事態を防止でき、昇圧効率の劣化を防止できる。   In FIG. 10, a wiring region is provided between the clock supply circuit 50 and the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12. Therefore, the distance between the clock supply circuit 50 and the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 and the capacitors CA11 and CA12 can be further increased by at least the width of the wiring region in the direction D2. As a result, it is possible to prevent the clock noise generated in the clock supply circuit 50 from adversely affecting the charge storage nodes in the voltage conversion circuits 40-11 and 40-12 and the capacitors CA11 and CA12, thereby reducing the boosting efficiency. Can be prevented.

なお図10では、D1方向の反対方向をD3方向(第3の方向)とした場合に、キャパシタCA11のD2方向側であり、且つ、キャパシタCA12のD3方向側に、電荷転送回路30-1が配置されており、これにより更にレイアウト効率を向上できる。   In FIG. 10, when the direction opposite to the D1 direction is the D3 direction (third direction), the charge transfer circuit 30-1 is on the D2 direction side of the capacitor CA11 and on the D3 direction side of the capacitor CA12. Thus, layout efficiency can be further improved.

即ち図3(A)において、CA11はトランジスタTA1のゲートを制御するためのキャパシタであるため、メインのキャパシタCA12に比べてその容量値が小さい。このため図10に示すように、キャパシタCA11のレイアウト面積はメインのキャパシタCA12に比べて小さい。そこで図10では、キャパシタCA11のD2方向側のスペースを有効活用して、電荷転送回路30-1を配置している。こうすることで、キャパシタCA11、CA12,電荷転送回路30-1を、空きスペースが生じないように効率良くレイアウトすることができ、レイアウト効率を向上できる。   That is, in FIG. 3A, since CA11 is a capacitor for controlling the gate of the transistor TA1, its capacitance value is smaller than that of the main capacitor CA12. Therefore, as shown in FIG. 10, the layout area of the capacitor CA11 is smaller than that of the main capacitor CA12. Therefore, in FIG. 10, the charge transfer circuit 30-1 is arranged by effectively utilizing the space on the D2 direction side of the capacitor CA11. In this way, the capacitors CA11 and CA12 and the charge transfer circuit 30-1 can be efficiently laid out so that no empty space is generated, and the layout efficiency can be improved.

また図3(A)において、キャパシタCC11は、容量値が小さいキャパシタCA11に対応して設けられ、キャパシタCC12は、容量値が大きいメインのキャパシタCA12に対応して設けられる。このため、キャパシタCC11はキャパシタCC12に比べてその容量値を小さくでき、キャパシタCC11のレイアウト面積はキャパシタCC12に比べて小さくなっている。   3A, the capacitor CC11 is provided corresponding to the capacitor CA11 having a small capacitance value, and the capacitor CC12 is provided corresponding to the main capacitor CA12 having a large capacitance value. For this reason, the capacitance value of the capacitor CC11 can be smaller than that of the capacitor CC12, and the layout area of the capacitor CC11 is smaller than that of the capacitor CC12.

そこで図10では、キャパシタCA11、CA12のD2方向での幅に合うように、キャパシタCC11、CC12を配置している。そして、キャパシタCA11、CA12、CA21、CA22・・・CAN1、CAN2のD1方向での配置ピッチを、キャパシタCC11、CC12、CC21、CC22・・・CCN1、CCN2のD1方向での配置ピッチに一致させている。こうすることで、無駄の無いレイアウトが可能になり、昇圧回路の小規模化を図れる。   Therefore, in FIG. 10, the capacitors CC11 and CC12 are arranged so as to match the width of the capacitors CA11 and CA12 in the D2 direction. Then, the arrangement pitch of capacitors CA11, CA12, CA21, CA22... CAN1, CAN2 in the D1 direction is made to coincide with the arrangement pitch of capacitors CC11, CC12, CC21, CC22... CCN1, CCN2 in the D1 direction. Yes. By doing so, a layout without waste is possible, and the booster circuit can be reduced in size.

なお図11(A)、図11(B)に低耐圧トランジスタ、高耐圧トランジスタの一例を示し、図11(C)、図11(D)に低耐圧キャパシタ、高耐圧キャパシタの一例を示す。   11A and 11B show examples of a low breakdown voltage transistor and a high breakdown voltage transistor, and FIGS. 11C and 11D show examples of a low breakdown voltage capacitor and a high breakdown voltage capacitor.

図11(A)では、P型基板PSUBにP型ウェルPWELが形成される。そして、このPWELに、N+不純物層(拡散領域)のソース及びドレインと、ゲート酸化膜及びゲートとにより構成されるN型の低耐圧トランジスタが形成される。なおP型の低耐圧トランジスタは、例えばN型ウェルを形成し、そのN型ウェルに形成されたP+不純物層、ゲート酸化膜、ゲートにより構成できる。   In FIG. 11A, a P-type well PWEL is formed on a P-type substrate PSUB. Then, an N-type low breakdown voltage transistor composed of the source and drain of an N + impurity layer (diffusion region), a gate oxide film, and a gate is formed in this PWEL. Note that the P-type low breakdown voltage transistor can be configured by, for example, forming an N-type well and forming a P + impurity layer, a gate oxide film, and a gate formed in the N-type well.

一方、図11(B)では、P型基板PSUBにはP型ウェルPWELは形成されない。そしてPSUBに直接に、N+不純物層のソース及びドレインと、ゲート酸化膜及びゲートとにより構成されるN型の高耐圧トランジスタが形成される。即ち図11(A)では、PWELは不純物濃度が高いため、PN接合の耐圧が低くなり、低耐圧トランジスタが形成される。一方、図11(B)では、PSUBは不純物濃度が低いため、PN接合の耐圧を高くでき、高耐圧トランジスタを形成できる。   On the other hand, in FIG. 11B, the P-type well PWEL is not formed in the P-type substrate PSUB. Then, an N-type high breakdown voltage transistor including a source and drain of an N + impurity layer, a gate oxide film, and a gate is formed directly on the PSUB. That is, in FIG. 11A, since PWEL has a high impurity concentration, the breakdown voltage of the PN junction is lowered, and a low breakdown voltage transistor is formed. On the other hand, in FIG. 11B, since the impurity concentration of PSUB is low, the breakdown voltage of the PN junction can be increased and a high breakdown voltage transistor can be formed.

そして図3(A)のトランジスタTC11、TD11、TF11、TG11、TC12、TD12、TF12、TG12は、図示しないP型の低耐圧トランジスタや図11(A)のN型の低耐圧トランジスタにより形成できる。一方、トランジスタTA1、TB1は、図11(B)の高耐圧トランジスタにより形成できる。   The transistors TC11, TD11, TF11, TG11, TC12, TD12, TF12, and TG12 shown in FIG. 3A can be formed using a P-type low-voltage transistor (not shown) or an N-type low-voltage transistor shown in FIG. On the other hand, the transistors TA1 and TB1 can be formed using the high voltage transistor shown in FIG.

また図11(C)では、P型基板PSUBにP型ウェルPWELが形成される。そして、このPWELに、下側電極(クロックCKの入力側)となるN+不純物層と、上側電極(クロックCK’の出力側)となるトランジスタのゲートとにより構成される低耐圧キャパシタが形成される。即ちトランジスタのゲート容量を利用してキャパシタが形成される。なおゲート及びゲート酸化膜の下方には、少ないレイアウト面積で容量値を大きくするために、N+のクロスアンダ不純物層が設けられている。   In FIG. 11C, a P-type well PWEL is formed on a P-type substrate PSUB. In addition, a low breakdown voltage capacitor including an N + impurity layer serving as a lower electrode (clock CK input side) and a gate of a transistor serving as an upper electrode (clock CK ′ output side) is formed on the PWEL. . That is, a capacitor is formed using the gate capacitance of the transistor. An N + cross under impurity layer is provided below the gate and the gate oxide film in order to increase the capacitance value with a small layout area.

一方、図11(D)では、P型基板PSUBに直接に、下側電極となるN+不純物層と、上側電極となるトランジスタのゲートとにより構成される高耐圧キャパシタが形成される。即ち図11(C)では、PWELは不純物濃度が高いため、PN接合の耐圧が低くなり、低耐圧キャパシタが形成される。一方、図11(D)では、PSUBは不純物濃度が低いため、PN接合の耐圧を高くでき、高耐圧キャパシタを形成できる。なおゲート及びゲート酸化膜の下方には、N+のクロスアンダ不純物層が設けられている。   On the other hand, in FIG. 11D, a high breakdown voltage capacitor including an N + impurity layer serving as a lower electrode and a gate of a transistor serving as an upper electrode is formed directly on the P-type substrate PSUB. That is, in FIG. 11C, since PWEL has a high impurity concentration, the breakdown voltage of the PN junction is lowered, and a low breakdown voltage capacitor is formed. On the other hand, in FIG. 11D, since PSUB has a low impurity concentration, the breakdown voltage of the PN junction can be increased and a high breakdown voltage capacitor can be formed. An N + cross under impurity layer is provided below the gate and the gate oxide film.

そして図3(A)の電圧変換用キャパシタCC11、CC12は、図11(C)の低耐圧キャパシタにより形成できる。一方、チャージポンプ用キャパシタCA11、CA12は、図11(D)の高耐圧キャパシタにより形成できる。   The voltage conversion capacitors CC11 and CC12 in FIG. 3A can be formed by the low withstand voltage capacitors in FIG. On the other hand, the charge pump capacitors CA11 and CA12 can be formed by the high voltage capacitors shown in FIG.

9.不揮発性メモリ装置
図12に本実施形態の昇圧回路540を含む不揮発性メモリ装置の構成例を示す。なお不揮発性メモリ装置の構成は図12に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
9. Nonvolatile Memory Device FIG. 12 shows a configuration example of a nonvolatile memory device including the booster circuit 540 of this embodiment. Note that the configuration of the nonvolatile memory device is not limited to that shown in FIG. 12, and various modifications such as omitting some of the components or adding other components are possible.

メモリセルアレイ500(EEPROM)には、複数の不揮発性メモリセルが例えばマトリクス状に配列される。アドレスデコーダ510は、メモリセルアレイ500のワードライン選択等を行うためのアドレスのデコード処理を行う。入出力部520は、メモリセルアレイ500の不揮発性メモリセルに記憶されたデータを読み出して出力したり、不揮発性メモリセルに記憶すべきデータを入力するための回路である。   In the memory cell array 500 (EEPROM), a plurality of nonvolatile memory cells are arranged in a matrix, for example. The address decoder 510 performs an address decoding process for selecting a word line of the memory cell array 500 and the like. The input / output unit 520 is a circuit for reading and outputting data stored in the nonvolatile memory cell of the memory cell array 500 and inputting data to be stored in the nonvolatile memory cell.

アクセス制御回路530は、メモリセルアレイ500のアクセス制御を行うための回路である。即ちメモリセルアレイ500の不揮発性メモリセルのデータの書き込み、読み出し、消去の少なくとも1つを行う。そして昇圧回路540は、このアクセス制御の際に必要な昇圧電圧VPPを生成する。即ちアクセス制御回路530は、昇圧回路540により生成された昇圧電圧VPPを用いて、不揮発性メモリセルへのデータの書き込み等の制御を行うことになる。   The access control circuit 530 is a circuit for performing access control of the memory cell array 500. That is, at least one of writing, reading, and erasing of data in the nonvolatile memory cell of the memory cell array 500 is performed. The booster circuit 540 generates the boosted voltage VPP necessary for this access control. That is, the access control circuit 530 uses the boosted voltage VPP generated by the booster circuit 540 to control data writing to the nonvolatile memory cell.

なお図12の不揮発性メモリ装置は種々の電子機器に内蔵することができる。例えばパーソナルコンピュータ、携帯型情報端末、携帯電話機、プリンタ、スキャナ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーションシステム等の電子機器に内蔵できる。或いは、インク残量のモニタが可能なインクカートリッジなどの電子機器に、本実施形態の不揮発性メモリ装置を内蔵してもよい。この場合には、プリンタの電源が切られた時に、電源装置の容量に蓄えられた電荷に基づいて、不揮発性メモリ装置が不揮発性メモリセルへのインク残量データの書き込み動作を行う。このため不揮発性メモリ装置は、低消費電力であることが望まれ、消費電力が低い本実施形態の昇圧回路を含む不揮発性メモリ装置は、このようなインクカートリッジなどの電子機器に最適なメモリ装置になる。   Note that the nonvolatile memory device in FIG. 12 can be incorporated in various electronic devices. For example, it can be incorporated in an electronic device such as a personal computer, a portable information terminal, a mobile phone, a printer, a scanner, a digital camera, a video camera, or a car navigation system. Alternatively, the nonvolatile memory device of this embodiment may be built in an electronic device such as an ink cartridge that can monitor the remaining amount of ink. In this case, when the printer is turned off, the non-volatile memory device performs the operation of writing the remaining ink amount data into the non-volatile memory cell based on the electric charge stored in the capacity of the power supply device. For this reason, the nonvolatile memory device is desired to have low power consumption, and the nonvolatile memory device including the booster circuit according to the present embodiment having low power consumption is the optimum memory device for such an electronic device as an ink cartridge. become.

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語(第1の電圧レベル、第2の電圧レベル、第1の電源、第2の電源等)と共に記載された用語(Lレベル、Hレベル、VSS、VDD等)は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。   Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, in the specification or the drawings, terms (L level) described at least once together with different terms (first voltage level, second voltage level, first power source, second power source, etc.) having a broader meaning or the same meaning. , H level, VSS, VDD, etc.) can be replaced by the different terms anywhere in the specification or drawings.

また昇圧回路、電圧変換回路、不揮発性メモリ装置の構成や、チャージポンプの駆動波形も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図13に電圧変換回路の第4の変形例を示す。図3(A)ではクロックCKの電圧を2倍に昇圧していたが、図13ではクロックCKの電圧の3倍昇圧が可能になっている。   Further, the configuration of the booster circuit, the voltage conversion circuit, the nonvolatile memory device, and the drive waveform of the charge pump are not limited to those described in this embodiment, and various modifications can be made. For example, FIG. 13 shows a fourth modification of the voltage conversion circuit. In FIG. 3A, the voltage of the clock CK is boosted twice, but in FIG. 13, the voltage of the clock CK can be boosted three times.

図13では、図3(A)の回路がカスケード接続されている。即ち図3(A)の回路が、クロックCKを反転しながら直列に接続される。そして中間的な出力ノードNFには2VDD−VTHの電圧(2倍昇圧)が生成され、最終的な出力ノードNFBには、3VDD−VTHの電圧(3倍昇圧)が生成される。より具体的には図13では、図3(A)の構成に対して、プリチャージ回路42-2、電荷転送回路44-2、ディスチャージ回路46-2、電圧変換用キャパシタCCBの構成が加えられている。これらのプリチャージ回路42-2、電荷転送回路44-2、ディスチャージ回路46-2、電圧変換用キャパシタCCBは、プリチャージ回路42、電荷転送回路44、ディスチャージ回路46、電圧変換用キャパシタCCと同じ回路であり、その接続構成も同じである。そして中間的な出力ノードNFが、プリチャージ回路42-2のプリチャージ用トランジスタTCBのソースに接続される。そして電荷転送回路44の電荷転送用トランジスタTDのゲートと、ディスチャージ回路46のディスチャージ用トランジスタTEのゲートには、クロックCKの非反転信号が入力される一方で、電荷転送回路44-2の電荷転送用トランジスタTDBのゲートと、ディスチャージ回路46-2のディスチャージ用トランジスタTEBのゲートには、クロックCKの反転信号が入力されている。また電圧変換用キャパシタCCの他端(下側電極)には、クロックCKの反転信号が入力される一方で、電圧変換用キャパシタCCBの他端には、クロックCKの非反転信号が入力される。この図13の回路によれば、クロックCKの電圧を、より高い電圧である3VDD−VTHに昇圧することが可能になる。なお、4倍昇圧以上の電圧を生成する回路も、図13と同様の考えで構成できる。   In FIG. 13, the circuits of FIG. 3A are cascade-connected. That is, the circuit of FIG. 3A is connected in series while inverting the clock CK. Then, a voltage of 2VDD-VTH (double boost) is generated at the intermediate output node NF, and a voltage of 3VDD-VTH (triple boost) is generated at the final output node NFB. More specifically, in FIG. 13, the configuration of the precharge circuit 42-2, the charge transfer circuit 44-2, the discharge circuit 46-2, and the voltage conversion capacitor CCB is added to the configuration of FIG. ing. The precharge circuit 42-2, charge transfer circuit 44-2, discharge circuit 46-2, and voltage conversion capacitor CCB are the same as the precharge circuit 42, charge transfer circuit 44, discharge circuit 46, and voltage conversion capacitor CC. It is a circuit and its connection configuration is also the same. The intermediate output node NF is connected to the source of the precharge transistor TCB of the precharge circuit 42-2. A non-inverted signal of the clock CK is input to the gate of the charge transfer transistor TD of the charge transfer circuit 44 and the gate of the discharge transistor TE of the discharge circuit 46, while the charge transfer of the charge transfer circuit 44-2. The inverted signal of the clock CK is input to the gate of the transistor TDB and the gate of the discharge transistor TEB of the discharge circuit 46-2. An inverted signal of the clock CK is input to the other end (lower electrode) of the voltage conversion capacitor CC, while a non-inverted signal of the clock CK is input to the other end of the voltage conversion capacitor CCB. . According to the circuit of FIG. 13, the voltage of the clock CK can be boosted to 3VDD-VTH, which is a higher voltage. Note that a circuit that generates a voltage that is four times or more boosted can also be configured in the same way as in FIG.

図1(A)、図1(B)は本実施形態の電圧変換回路の構成例及びその動作説明図。1A and 1B are a configuration example of a voltage conversion circuit according to this embodiment and an operation explanatory diagram thereof. 図2(A)、図2(B)は電圧変換回路の第1、第2の変形例。2A and 2B show first and second modifications of the voltage conversion circuit. 図3(A)、図3(B)は電圧変換回路の第3の変形例及びその動作説明図。3A and 3B are a third modified example of the voltage conversion circuit and an operation explanatory diagram thereof. 昇圧回路の構成例。2 is a configuration example of a booster circuit. 電圧変換回路の動作を説明するための信号波形図。The signal waveform diagram for demonstrating operation | movement of a voltage converter circuit. チャージポンプユニットの詳細な構成例。The detailed structural example of a charge pump unit. チャージポンプユニットの詳細な他の構成例。The other example of a detailed structure of a charge pump unit. チャージポンプ回路の駆動波形の例。The example of the drive waveform of a charge pump circuit. チャージポンプ回路の駆動波形の他の例。The other example of the drive waveform of a charge pump circuit. 昇圧回路のレイアウト例。An example of the layout of the booster circuit. 図11(A)〜図11(D)は低耐圧トランジスタ、高耐圧トランジスタ、低耐圧キャパシタ、高耐圧キャパシタの一例。11A to 11D illustrate examples of a low breakdown voltage transistor, a high breakdown voltage transistor, a low breakdown voltage capacitor, and a high breakdown voltage capacitor. 本実施形態の不揮発性メモリ装置の構成例。1 is a configuration example of a nonvolatile memory device according to an embodiment. 電圧変換回路の第4の変形例。The 4th modification of a voltage converter circuit.

符号の説明Explanation of symbols

10 チャージポンプ回路、20-1〜20-N チャージポンプユニット、
30-1〜30-N 電荷転送回路、40、40-11〜40-N2 電圧変換回路、
CA11〜CAN2 チャージポンプ用キャパシタ、
CC、CC11〜CC22 電圧変換用キャパシタ、
CK11〜CKN2、RCK1〜RCKJ クロック、42 プリチャージ回路、
44 電荷転送回路、46 ディスチャージ回路、50 クロック供給回路、
52 デコーダ、54 リングオシレータ、500 メモリセルアレイ、
510 アドレスデコーダ、520 入出力部、530 アクセス制御回路、
540 昇圧回路
10 charge pump circuit, 20-1 to 20-N charge pump unit,
30-1 to 30-N charge transfer circuit, 40, 40-11 to 40-N2 voltage conversion circuit,
CA11 to CAN2 charge pump capacitors,
CC, CC11 to CC22 capacitor for voltage conversion,
CK11 to CKN2, RCK1 to RCKJ clock, 42 precharge circuit,
44 charge transfer circuit, 46 discharge circuit, 50 clock supply circuit,
52 decoder, 54 ring oscillator, 500 memory cell array,
510 address decoder, 520 input / output unit, 530 access control circuit,
540 Booster circuit

Claims (15)

電荷蓄積ノードと、クロックに基づき電圧レベルが変化する電圧変化ノードとの間に設けられ、前記クロックの電圧レベルに応じて前記電荷蓄積ノードの電圧レベルを変化させる電圧変換用キャパシタと、
第2の電源と前記電荷蓄積ノードとの間に設けられ、前記電荷蓄積ノードのプリチャージを行うプリチャージ回路と、
前記電荷蓄積ノードと出力ノードとの間に設けられ、電荷転送期間において、前記電荷蓄積ノードに蓄積された電荷を前記出力ノードに転送する電荷転送回路と、
前記出力ノードと第1の電源との間に設けられ、ディスチャージ期間において、前記出力ノードのディスチャージを行うディスチャージ回路とを含むことを特徴とする電圧変換回路。
A voltage conversion capacitor provided between the charge storage node and a voltage change node whose voltage level changes based on a clock, and changes the voltage level of the charge storage node according to the voltage level of the clock;
A precharge circuit that is provided between a second power source and the charge storage node and precharges the charge storage node;
A charge transfer circuit which is provided between the charge storage node and the output node and transfers the charge stored in the charge storage node to the output node in a charge transfer period;
A voltage conversion circuit, comprising: a discharge circuit provided between the output node and a first power supply and discharging the output node during a discharge period.
請求項1において、
前記プリチャージ回路は、
第2の電源と前記電荷蓄積ノードとの間に設けられ、そのゲート、ドレイン及び基板が前記電荷蓄積ノードに接続されるP型のプリチャージ用トランジスタを含むことを特徴とする電圧変換回路。
In claim 1,
The precharge circuit is
A voltage conversion circuit comprising a P-type precharging transistor provided between a second power supply and the charge storage node, the gate, drain and substrate of which are connected to the charge storage node.
請求項2において、
前記電荷転送回路は、
前記電荷蓄積ノードと前記出力ノードとの間に設けられ、前記電荷転送期間においてオンになるP型の電荷転送用トランジスタを含み、
前記ディスチャージ回路は、
前記出力ノードと第1の電源との間に設けられ、前記ディスチャージ期間においてオンになるN型のディスチャージ用トランジスタを含み、
前記電圧変換用キャパシタは低耐圧キャパシタにより形成され、前記プリチャージ用トランジスタ、前記電荷転送用トランジスタは、低耐圧トランジスタにより形成され、
前記ディスチャージ用トランジスタは、前記低耐圧キャパシタ、前記低耐圧トランジスタよりも耐圧が高い高耐圧トランジスタにより形成されることを特徴とする電圧変換回路。
In claim 2,
The charge transfer circuit includes:
A P-type charge transfer transistor provided between the charge storage node and the output node and turned on during the charge transfer period;
The discharge circuit is
An N-type discharge transistor provided between the output node and the first power supply and turned on during the discharge period;
The voltage conversion capacitor is formed of a low breakdown voltage capacitor, the precharge transistor and the charge transfer transistor are formed of a low breakdown voltage transistor,
The voltage conversion circuit according to claim 1, wherein the discharge transistor is formed of the low breakdown voltage capacitor and a high breakdown voltage transistor having a higher breakdown voltage than the low breakdown voltage transistor.
請求項1において、
前記プリチャージ回路は、
第2の電源と前記電荷蓄積ノードとの間に設けられ、そのゲートが前記出力ノードに接続されるP型のプリチャージ用トランジスタを含むことを特徴とする電圧変換回路。
In claim 1,
The precharge circuit is
A voltage conversion circuit comprising a P-type precharging transistor provided between a second power supply and the charge storage node and having a gate connected to the output node.
請求項4において、
前記電荷転送回路は、
前記電荷蓄積ノードと前記出力ノードとの間に設けられ、前記電荷転送期間においてオンになるP型の電荷転送用トランジスタを含み、
前記ディスチャージ回路は、
前記出力ノードと第1の電源との間に設けられ、第2の電源がゲートに入力されるN型の電圧差調整用トランジスタと、
前記出力ノードと第1の電源との間に前記電圧差調整用レジスタと直列に設けられ、前記ディスチャージ期間においてオンになるN型のディスチャージ用トランジスタを含むことを特徴とする電圧変換回路。
In claim 4,
The charge transfer circuit includes:
A P-type charge transfer transistor provided between the charge storage node and the output node and turned on during the charge transfer period;
The discharge circuit is
An N-type voltage difference adjusting transistor provided between the output node and the first power supply, the second power supply being input to the gate;
A voltage conversion circuit comprising an N-type discharge transistor which is provided in series with the voltage difference adjustment register between the output node and a first power supply and is turned on during the discharge period.
請求項4に記載の電圧変換回路と、前記電圧変換回路の前記出力ノードに接続されるチャージポンプ用のキャパシタとを含み、前記電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作を行う昇圧回路であって、
前記電圧変換用キャパシタは低耐圧キャパシタにより形成され、前記プリチャージ用トランジスタは低耐圧トランジスタにより形成され、
前記チャージポンプ用のキャパシタは、前記低耐圧キャパシタ、前記低耐圧トランジスタよりも耐圧が高い高耐圧キャパシタにより形成されることを特徴とする昇圧回路。
5. The voltage conversion circuit according to claim 4, and a charge pump capacitor connected to the output node of the voltage conversion circuit, wherein the voltage conversion circuit performs a boosting operation based on a clock whose voltage level is converted by the voltage conversion circuit. A boosting circuit to perform,
The voltage conversion capacitor is formed of a low breakdown voltage capacitor, and the precharge transistor is formed of a low breakdown voltage transistor,
2. The booster circuit according to claim 1, wherein the charge pump capacitor is formed of a high breakdown voltage capacitor having a breakdown voltage higher than that of the low breakdown voltage capacitor and the low breakdown voltage transistor.
請求項5に記載の電圧変換回路と、前記電圧変換回路の前記出力ノードに接続されるチャージポンプ用のキャパシタとを含み、前記電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作を行う昇圧回路であって、
前記電圧変換用キャパシタは低耐圧キャパシタにより形成され、前記プリチャージ用トランジスタ、前記電荷転送用トランジスタ、前記電圧差調整用トランジスタ、前記ディスチャージ用トランジスタは低耐圧トランジスタにより形成され、
前記チャージポンプ用のキャパシタは、前記低耐圧キャパシタ、前記低耐圧トランジスタよりも耐圧が高い高耐圧キャパシタにより形成されることを特徴とする昇圧回路。
6. A voltage conversion circuit according to claim 5, and a charge pump capacitor connected to the output node of the voltage conversion circuit, and performing a boosting operation based on a clock whose voltage level is converted by the voltage conversion circuit. A boosting circuit to perform,
The voltage conversion capacitor is formed of a low breakdown voltage capacitor, and the precharge transistor, the charge transfer transistor, the voltage difference adjustment transistor, and the discharge transistor are formed of a low breakdown voltage transistor,
2. The booster circuit according to claim 1, wherein the charge pump capacitor is formed of a high breakdown voltage capacitor having a breakdown voltage higher than that of the low breakdown voltage capacitor and the low breakdown voltage transistor.
請求項1乃至5のいずれかに記載の電圧変換回路として第1、第2の電圧変換回路を含み、前記第1、第2の電圧変換回路により電圧レベルが変換されたクロックに基づいて昇圧動作を行う昇圧回路であって、
前記第1の電圧変換回路は、
前記電圧変換用キャパシタ、前記プリチャージ回路、前記電荷転送回路、前記ディスチャージ回路として、第1の電圧変換用キャパシタ、第1のプリチャージ回路、第1の電荷転送回路、第1のディスチャージ回路を含み、
前記第2の電圧変換回路は、
前記電圧変換用キャパシタ、前記プリチャージ回路、前記電荷転送回路、前記ディスチャージ回路として、第2の電圧変換用キャパシタ、第2のプリチャージ回路、第2の電荷転送回路、第2のディスチャージ回路を含み、
前記第1の電圧変換回路の前記第1の電荷転送回路が、前記第1の電圧変換回路の第1の電荷蓄積ノードから第1の出力ノードへの電荷転送を行っている期間において、前記第2の電圧変換回路の前記第2のディスチャージ回路が、前記第2の電圧変換回路の第2の出力ノードのディスチャージを行い、
前記第2の電圧変換回路の前記第2の電荷転送回路が、前記第2の電圧変換回路の第2の電荷蓄積ノードから第2の出力ノードへの電荷転送を行っている期間において、前記第1の電圧変換回路の前記第1のディスチャージ回路が、前記第1の電圧変換回路の前記第1の出力ノードのディスチャージを行うことを特徴とする昇圧回路。
6. The voltage conversion circuit according to claim 1, comprising a first voltage conversion circuit and a second voltage conversion circuit, and a voltage boosting operation based on a clock whose voltage level is converted by the first voltage conversion circuit and the second voltage conversion circuit. A booster circuit that performs
The first voltage conversion circuit includes:
The voltage conversion capacitor, the precharge circuit, the charge transfer circuit, and the discharge circuit include a first voltage conversion capacitor, a first precharge circuit, a first charge transfer circuit, and a first discharge circuit. ,
The second voltage conversion circuit includes:
The voltage conversion capacitor, the precharge circuit, the charge transfer circuit, and the discharge circuit include a second voltage conversion capacitor, a second precharge circuit, a second charge transfer circuit, and a second discharge circuit. ,
The first charge transfer circuit of the first voltage conversion circuit performs the charge transfer from the first charge accumulation node to the first output node of the first voltage conversion circuit. The second discharge circuit of the second voltage conversion circuit discharges the second output node of the second voltage conversion circuit;
The second charge transfer circuit of the second voltage conversion circuit performs the charge transfer from the second charge accumulation node to the second output node of the second voltage conversion circuit. 2. The booster circuit according to claim 1, wherein the first discharge circuit of one voltage conversion circuit discharges the first output node of the first voltage conversion circuit.
請求項8において、
前記第1、第2の電圧変換回路には、第1のクロックと、前記第1のクロックに対してノンオーバラップの関係にある第2のクロックが供給され、
前記第1のクロックが第2の電圧レベルであり前記第2のクロックが第1の電圧レベルである場合には、前記第1の電荷転送回路が、前記第1の電荷蓄積ノードから前記第1の出力ノードへの電荷転送を行い、前記第2のディスチャージ回路が、前記第2の出力ノードのディスチャージを行い、
前記第1のクロックが第1の電圧レベルであり前記第2のクロックが第2の電圧レベルである場合には、前記第2の電荷転送回路が、前記第2の電荷蓄積ノードから前記第2の出力ノードへの電荷転送を行い、前記第1のディスチャージ回路が、前記第1の出力ノードのディスチャージを行うことを特徴とする昇圧回路。
In claim 8,
The first and second voltage conversion circuits are supplied with a first clock and a second clock having a non-overlapping relationship with the first clock,
When the first clock is at a second voltage level and the second clock is at a first voltage level, the first charge transfer circuit is connected to the first charge storage node from the first charge storage node. The second discharge circuit discharges the second output node, and charges are transferred to the output node.
When the first clock is at a first voltage level and the second clock is at a second voltage level, the second charge transfer circuit is connected to the second charge storage node from the second charge storage node. The booster circuit is characterized in that charge transfer to the output node is performed, and the first discharge circuit discharges the first output node.
請求項9において、
前記第1の電荷転送回路は、
前記第1の電荷蓄積ノードと前記第1の出力ノードとの間に設けられ、前記第1のクロックが第2の電圧レベルである場合にオンになるP型の第1の電荷転送用トランジスタを含み、
前記第1のディスチャージ回路は、
前記第1の出力ノードと第1の電源との間に設けられ、前記第2のクロックが第2の電圧レベルである場合にオンになるN型の第1のディスチャージ用トランジスタを含み、
前記第2の電荷転送回路は、
前記第2の電荷蓄積ノードと前記第2の出力ノードとの間に設けられ、前記第2のクロックが第2の電圧レベルである場合にオンになるP型の第2の電荷転送用トランジスタを含み、
前記第2のディスチャージ回路は、
前記第2の出力ノードと第1の電源との間に設けられ、前記第1のクロックが第2の電圧レベルである場合にオンになるN型の第2のディスチャージ用トランジスタを含むことを特徴とする昇圧回路。
In claim 9,
The first charge transfer circuit includes:
A P-type first charge transfer transistor provided between the first charge accumulation node and the first output node and turned on when the first clock is at a second voltage level. Including
The first discharge circuit includes:
An N-type first discharge transistor provided between the first output node and a first power supply and turned on when the second clock is at a second voltage level;
The second charge transfer circuit includes:
A P-type second charge transfer transistor provided between the second charge accumulation node and the second output node and turned on when the second clock is at a second voltage level. Including
The second discharge circuit includes:
An N-type second discharge transistor is provided between the second output node and a first power supply, and is turned on when the first clock is at a second voltage level. A booster circuit.
請求項8乃至10のいずれかにおいて、
前記第1、第2の電圧変換回路の前記第1、第2の出力ノードに接続されるチャージポンプ用の第1、第2のキャパシタを含み、
前記第1のキャパシタと前記第1の電圧変換用キャパシタとの間に、前記第1の電圧変換回路の前記第1の電圧変換用キャパシタ以外の回路が配置され、
前記第2のキャパシタと前記第2の電圧変換用キャパシタとの間に、前記第2の電圧変換回路の前記第2の電圧変換用キャパシタ以外の回路が配置されることを特徴とする昇圧回路。
In any one of Claims 8 thru | or 10.
Including first and second capacitors for charge pumps connected to the first and second output nodes of the first and second voltage conversion circuits,
A circuit other than the first voltage conversion capacitor of the first voltage conversion circuit is arranged between the first capacitor and the first voltage conversion capacitor,
A booster circuit, wherein a circuit other than the second voltage conversion capacitor of the second voltage conversion circuit is disposed between the second capacitor and the second voltage conversion capacitor.
請求項11において、
前記第1、第2のキャパシタは高耐圧キャパシタにより形成され、
前記第1、第2の電圧変換用キャパシタは、前記高耐圧キャパシタよりも耐圧が低い低耐圧キャパシタにより形成されることを特徴とする昇圧回路。
In claim 11,
The first and second capacitors are formed by high voltage capacitors,
The booster circuit according to claim 1, wherein the first and second voltage converting capacitors are formed of a low breakdown voltage capacitor having a breakdown voltage lower than that of the high breakdown voltage capacitor.
請求項11又は12において、
チャージポンプ用のクロックを生成して供給するクロック供給回路を含み、
前記第1、第2のキャパシタと前記クロック供給回路との間に、前記第1、第2の電圧変換回路が配置されることを特徴とする昇圧回路。
In claim 11 or 12,
Including a clock supply circuit for generating and supplying a clock for a charge pump;
A booster circuit, wherein the first and second voltage conversion circuits are arranged between the first and second capacitors and the clock supply circuit.
請求項13において、
前記クロック供給回路と前記第1、第2の電圧変換回路との間には、前記クロック供給回路が供給するクロックの信号線を含む信号線が配線される配線領域が設けられることを特徴とする昇圧回路。
In claim 13,
A wiring region is provided between the clock supply circuit and the first and second voltage conversion circuits, in which a signal line including a clock signal line supplied by the clock supply circuit is provided. Boost circuit.
複数の不揮発性メモリセルが配列されるメモリセルアレイと、
請求項6乃至14のいずれかに記載の昇圧回路により生成された昇圧電圧に基づいて、不揮発性メモリセルのデータの書き込み、読み出し、消去の少なくとも1つを行うためのアクセス制御回路とを含むことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
A memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells are arranged;
15. An access control circuit for performing at least one of writing, reading, and erasing of data in the nonvolatile memory cell based on the boosted voltage generated by the booster circuit according to claim 6. A non-volatile memory device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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