JPH0654520A - 昇圧回路 - Google Patents
昇圧回路Info
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- JPH0654520A JPH0654520A JP4205267A JP20526792A JPH0654520A JP H0654520 A JPH0654520 A JP H0654520A JP 4205267 A JP4205267 A JP 4205267A JP 20526792 A JP20526792 A JP 20526792A JP H0654520 A JPH0654520 A JP H0654520A
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- supply voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低電源電圧から十分に高い昇圧電圧を得るこ
とを可能とする。 【構成】 複数個の容量41〜4nを、それぞれノード
N1〜Nnを介して直列接続し、充電用MOSトランジ
スタ21〜2nおよび放電用MOSトランジスタ31〜
3nの動作により、ノードN1〜Nnへ順次的に、各ノ
ードを放電状態から電源電圧に充電した後フローティン
グ状態とし、容量結合により電源電圧を昇圧する。
とを可能とする。 【構成】 複数個の容量41〜4nを、それぞれノード
N1〜Nnを介して直列接続し、充電用MOSトランジ
スタ21〜2nおよび放電用MOSトランジスタ31〜
3nの動作により、ノードN1〜Nnへ順次的に、各ノ
ードを放電状態から電源電圧に充電した後フローティン
グ状態とし、容量結合により電源電圧を昇圧する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源電圧を昇圧する昇
圧回路に関する。
圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】LSI(大規模集積回路)においては、
その電源電圧をそれ以上の電圧に昇圧する昇圧回路が用
いられている。
その電源電圧をそれ以上の電圧に昇圧する昇圧回路が用
いられている。
【0003】図4は、従来の昇圧回路の構成を示す回路
図である。電源電圧Vccを受ける電源端子1と出力端子
6との間にNチャネルMOSトランジスタ(以下MOS
トランジスタという)2とNチャネルMOSダイオード
(以下MOSダイオードという)5とが直列に接続され
る。MOSトランジスタ2のゲートには制御信号φ2が
与えられる。MOSトランジスタ2とMOSダイオード
5との間のノードNには、容量4を介して制御信号φ5
が与えられる。
図である。電源電圧Vccを受ける電源端子1と出力端子
6との間にNチャネルMOSトランジスタ(以下MOS
トランジスタという)2とNチャネルMOSダイオード
(以下MOSダイオードという)5とが直列に接続され
る。MOSトランジスタ2のゲートには制御信号φ2が
与えられる。MOSトランジスタ2とMOSダイオード
5との間のノードNには、容量4を介して制御信号φ5
が与えられる。
【0004】次に、このような構成の昇圧回路の動作に
ついて説明する。図5は、従来の昇圧回路の動作を説明
するためのタイミングチャートであり、制御信号φ2 、
制御信号φ5 およびノードNの電圧VN の関係を示す。
ついて説明する。図5は、従来の昇圧回路の動作を説明
するためのタイミングチャートであり、制御信号φ2 、
制御信号φ5 およびノードNの電圧VN の関係を示す。
【0005】制御信号φ2 が0VからVcc+αに立上が
ると、MOSトランジスタ2がオンする。ここでαはM
OSトランジスタ2のしきい値電圧Vth以上の電圧であ
る。それにより、ノードNは電源電圧Vccに充電され
る。その後、制御信号φ2 が0Vになり、MOSトラン
ジスタ2がオフする。
ると、MOSトランジスタ2がオンする。ここでαはM
OSトランジスタ2のしきい値電圧Vth以上の電圧であ
る。それにより、ノードNは電源電圧Vccに充電され
る。その後、制御信号φ2 が0Vになり、MOSトラン
ジスタ2がオフする。
【0006】次に、制御信号φ5 が0Vから電源電圧V
ccに立上がると、容量結合によりノードNの電圧が2V
ccに昇圧される。そのため、出力端子6の電圧は2Vcc
−V thとなる。その後、制御信号φ5 が0Vになる。こ
のような動作を繰り返すことにより、ノードNの寄生容
量に関係なく電源電圧Vccを最大で2Vcc−Vthの電圧
まで昇圧できる。
ccに立上がると、容量結合によりノードNの電圧が2V
ccに昇圧される。そのため、出力端子6の電圧は2Vcc
−V thとなる。その後、制御信号φ5 が0Vになる。こ
のような動作を繰り返すことにより、ノードNの寄生容
量に関係なく電源電圧Vccを最大で2Vcc−Vthの電圧
まで昇圧できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年、LSIは、消費
電流を低減させるために定電圧電源化される傾向にあ
り、たとえば、従来5V電源であったものを、3.3V
電源または電池駆動の1.2V電源および1.5V電源
などの低電圧電源とする要求がある。一方、それと相反
して、アクセスの高速化がなされてきており、このため
にLSI内部の一部では高い電圧を必要としていた。し
かし前述のように電源電圧の2倍程度の昇圧しか行なえ
ない従来の昇圧回路では、低電圧電源から十分高い昇圧
電圧を得ることができないという問題があった。
電流を低減させるために定電圧電源化される傾向にあ
り、たとえば、従来5V電源であったものを、3.3V
電源または電池駆動の1.2V電源および1.5V電源
などの低電圧電源とする要求がある。一方、それと相反
して、アクセスの高速化がなされてきており、このため
にLSI内部の一部では高い電圧を必要としていた。し
かし前述のように電源電圧の2倍程度の昇圧しか行なえ
ない従来の昇圧回路では、低電圧電源から十分高い昇圧
電圧を得ることができないという問題があった。
【0008】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、低電圧電源から十分高い昇圧電
圧を得ることを可能とする昇圧回路を提供することを目
的とする。
になされたものであり、低電圧電源から十分高い昇圧電
圧を得ることを可能とする昇圧回路を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、電源電圧を昇圧する昇圧回路であって、一端側ノー
ドと他端側ノードとの間にそれぞれノードを介して直列
に接続された複数の容量手段と、前記一端側ノードから
前記他端側ノードへ順次的に、各ノードを放電状態から
前記電源電圧に充電した後フローティング状態にする充
放電手段とを備えたことを特徴とする。
は、電源電圧を昇圧する昇圧回路であって、一端側ノー
ドと他端側ノードとの間にそれぞれノードを介して直列
に接続された複数の容量手段と、前記一端側ノードから
前記他端側ノードへ順次的に、各ノードを放電状態から
前記電源電圧に充電した後フローティング状態にする充
放電手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】請求項2に記載の本発明は、電源電圧を昇
圧する昇圧回路であって、一端側ノードと他端側ノード
との間にそれぞれノードを介して直列に接続された複数
の容量手段と、前記一端側ノードから前記他端側ノード
へ順次的に、各ノードを前記電源電圧に充電した状態か
ら放電状態にした後フローティング状態にする充放電手
段とを備えたことを特徴とする。
圧する昇圧回路であって、一端側ノードと他端側ノード
との間にそれぞれノードを介して直列に接続された複数
の容量手段と、前記一端側ノードから前記他端側ノード
へ順次的に、各ノードを前記電源電圧に充電した状態か
ら放電状態にした後フローティング状態にする充放電手
段とを備えたことを特徴とする。
【0011】
【作用】請求項1に記載の本発明によれば、充放電手段
の動作によって、直列接続された複数の容量手段の一端
側ノードから他端側ノードは、順次的に、放電状態より
前記電源電圧に充電された後フローティング状態になる
ため、これらの容量手段の容量結合によって一端側ノー
ドは、電源電圧の複数倍の正の電圧となる。
の動作によって、直列接続された複数の容量手段の一端
側ノードから他端側ノードは、順次的に、放電状態より
前記電源電圧に充電された後フローティング状態になる
ため、これらの容量手段の容量結合によって一端側ノー
ドは、電源電圧の複数倍の正の電圧となる。
【0012】請求項2に記載の本発明によれば、充放電
手段の動作によって、直列接続された複数の容量手段の
一端側ノードから他端側ノードが、順次的に、電源電圧
に充電された状態から放電状態にされた後フローティン
グ状態になるため、これらの容量手段の容量結合によっ
て一端側ノードは電源電圧の複数倍の負の電圧となる。
手段の動作によって、直列接続された複数の容量手段の
一端側ノードから他端側ノードが、順次的に、電源電圧
に充電された状態から放電状態にされた後フローティン
グ状態になるため、これらの容量手段の容量結合によっ
て一端側ノードは電源電圧の複数倍の負の電圧となる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【0014】第1実施例 図1は、第1実施例による昇圧回路の構成を示す回路図
である。出力ノードN0にMOSダイオード5およびn
個の容量41〜4nが直列に接続される。MOSダイオ
ード5と容量41との間のノードN1と電源電圧Vccを
受ける電源端子1との間に充電用MOSトランジスタ2
1が接続され、ノードN1と接地端子10との間に放電
用MOSトランジスタ31が接続される。
である。出力ノードN0にMOSダイオード5およびn
個の容量41〜4nが直列に接続される。MOSダイオ
ード5と容量41との間のノードN1と電源電圧Vccを
受ける電源端子1との間に充電用MOSトランジスタ2
1が接続され、ノードN1と接地端子10との間に放電
用MOSトランジスタ31が接続される。
【0015】容量41と容量42との間のノードN2と
電源端子1との間に充電用MOSトランジスタ22が接
続され、ノードN2と接地端子10との間に放電用MO
Sトランジスタ32が接続される。
電源端子1との間に充電用MOSトランジスタ22が接
続され、ノードN2と接地端子10との間に放電用MO
Sトランジスタ32が接続される。
【0016】容量42と容量43との間のノードN3と
電源端子1との間に充電用MOSトランジスタ23が接
続され、ノードN3と接地端子10との間に放電用MO
Sトランジスタ33が接続される。
電源端子1との間に充電用MOSトランジスタ23が接
続され、ノードN3と接地端子10との間に放電用MO
Sトランジスタ33が接続される。
【0017】同様にして、ノードNnと電源端子1との
間に充電用MOSトランジスタ2nが接続され、ノード
Nnと接地端子10との間に放電用MOSトランジスタ
3nが接続される。
間に充電用MOSトランジスタ2nが接続され、ノード
Nnと接地端子10との間に放電用MOSトランジスタ
3nが接続される。
【0018】これらの充電用MOSトランジスタ21〜
2nおよび放電用MOSトランジスタ31〜3nはNチ
ャネルMOSトランジスタであり、また、MOSダイオ
ード5はNチャネルMOSダイオードである。
2nおよび放電用MOSトランジスタ31〜3nはNチ
ャネルMOSトランジスタであり、また、MOSダイオ
ード5はNチャネルMOSダイオードである。
【0019】制御信号発生回路100は、制御信号
φ21,φ22,φ23,…φ2n,φ31,φ33,…φ3n,φを
発生する。制御信号φ21,φ22,φ23,…φ2nは充電用
トランジスタ21,22,23,…2nのゲートにそれ
ぞれ与えられる。制御信号φ31,φ32,φ33,…φ3nは
放電用トランジスタ31,32,33,…3nのゲート
にそれぞれ与えられる。制御信号φは容量4nに与えら
れる。
φ21,φ22,φ23,…φ2n,φ31,φ33,…φ3n,φを
発生する。制御信号φ21,φ22,φ23,…φ2nは充電用
トランジスタ21,22,23,…2nのゲートにそれ
ぞれ与えられる。制御信号φ31,φ32,φ33,…φ3nは
放電用トランジスタ31,32,33,…3nのゲート
にそれぞれ与えられる。制御信号φは容量4nに与えら
れる。
【0020】次に、以上のような構成の昇圧回路の動作
について説明する。図2は、図1の昇圧回路の動作を説
明するためのタイミングチャートであり、制御信号
φ21,φ31,φ22,φ32,φ2n,φ3nと、ノードN1の
電圧VN1とについて示す。
について説明する。図2は、図1の昇圧回路の動作を説
明するためのタイミングチャートであり、制御信号
φ21,φ31,φ22,φ32,φ2n,φ3nと、ノードN1の
電圧VN1とについて示す。
【0021】まず制御信号φ31がVccから0Vになり、
放電用MOSトランジスタ31がオフする。そして、制
御信号φ21が0VからVcc+αに立上がり、充電用M
OSトランジスタ21がオンしてノードN1がVccに充
電される。その後制御信号φ 21が0Vになり、充電用M
OSトランジスタ21がオフする。この場合、充電用M
OSトランジスタ21と、放電用MOSトランジスタ3
1とがともにオフしており、ノードN1はフローティン
グ状態になる。
放電用MOSトランジスタ31がオフする。そして、制
御信号φ21が0VからVcc+αに立上がり、充電用M
OSトランジスタ21がオンしてノードN1がVccに充
電される。その後制御信号φ 21が0Vになり、充電用M
OSトランジスタ21がオフする。この場合、充電用M
OSトランジスタ21と、放電用MOSトランジスタ3
1とがともにオフしており、ノードN1はフローティン
グ状態になる。
【0022】次に、制御信号φ32がVccから0Vにな
り、放電用MOSトランジスタ32がオフする。そし
て、制御信号φ22が0VからVcc+αに立上がり、充電
用MOSトランジスタ22がオンしてノードN2がVcc
に充電される。すると、ノードN1の電圧は、容量41
の容量結合によって2Vccに昇圧される。その後、制御
信号φ22がVcc+αから0Vになり、充電用MOSトラ
ンジスタ22がオフする。この場合、充電用MOSトラ
ンジスタ22と放電用MOSトランジスタ32とがとも
にオフしており、ノードN1およびノードN2はフロー
ティング状態になる(ただし、ノードN1の寄生容量が
容量41の容量と比べて極めて小さい場合)。
り、放電用MOSトランジスタ32がオフする。そし
て、制御信号φ22が0VからVcc+αに立上がり、充電
用MOSトランジスタ22がオンしてノードN2がVcc
に充電される。すると、ノードN1の電圧は、容量41
の容量結合によって2Vccに昇圧される。その後、制御
信号φ22がVcc+αから0Vになり、充電用MOSトラ
ンジスタ22がオフする。この場合、充電用MOSトラ
ンジスタ22と放電用MOSトランジスタ32とがとも
にオフしており、ノードN1およびノードN2はフロー
ティング状態になる(ただし、ノードN1の寄生容量が
容量41の容量と比べて極めて小さい場合)。
【0023】次に、制御信号φ33がVccから0Vにな
り、放電用MOSトランジスタ33がオフする。そし
て、前制御号φ23が0VからVcc+αに立上がり、充電
用MOSトランジスタ23がオンしてノードN3がVcc
に充電される。すると、ノードN2の電圧は、容量42
の容量結合によって2Vccに昇圧される。これによって
ノードN1の電圧は3Vccに昇圧される。
り、放電用MOSトランジスタ33がオフする。そし
て、前制御号φ23が0VからVcc+αに立上がり、充電
用MOSトランジスタ23がオンしてノードN3がVcc
に充電される。すると、ノードN2の電圧は、容量42
の容量結合によって2Vccに昇圧される。これによって
ノードN1の電圧は3Vccに昇圧される。
【0024】以降、前述のような充電用MOSトランジ
スタと放電用MOSトランジスタとの動作を、充電用M
OSトランジスタ2nおよび放電用MOSトランジスタ
3nまで繰り返し実行すると、ノードN1の電圧はn×
Vccになる。そして、最後に制御信号φを0VからVcc
にすると、ノードN1の電圧は(n+1)×Vccの電圧
になる。
スタと放電用MOSトランジスタとの動作を、充電用M
OSトランジスタ2nおよび放電用MOSトランジスタ
3nまで繰り返し実行すると、ノードN1の電圧はn×
Vccになる。そして、最後に制御信号φを0VからVcc
にすると、ノードN1の電圧は(n+1)×Vccの電圧
になる。
【0025】そして、このようにノードN1が昇圧され
た場合、MOSダイオード5の出力電圧は(n+1)V
cc−Vthとなる。
た場合、MOSダイオード5の出力電圧は(n+1)V
cc−Vthとなる。
【0026】以上のような昇圧回路では、直列接続され
た複数の容量の容量結合により、電源電圧の2倍以上の
正の昇圧電圧が得られる。
た複数の容量の容量結合により、電源電圧の2倍以上の
正の昇圧電圧が得られる。
【0027】第2実施例 次に、本発明の第2実施例について説明する。前述の第
1実施例では、正の昇圧電圧を得るための回路動作につ
いて説明したが、第2実施例は、図1の昇圧回路を用い
て負の昇圧電圧を得るための回路動作について説明す
る。
1実施例では、正の昇圧電圧を得るための回路動作につ
いて説明したが、第2実施例は、図1の昇圧回路を用い
て負の昇圧電圧を得るための回路動作について説明す
る。
【0028】図3は第2実施例による昇圧回路の動作を
説明するためのタイミングチャートである。まず、ノー
ドN1〜ノードNnを予め電源電圧Vccに充電してお
く。つまり、充電用MOSトランジスタ21〜充電用M
OSトランジスタ2nをオンにするとともに放電用MO
Sトランジスタ31〜放電用MOSトランジスタ3nを
オフにしてしておく。
説明するためのタイミングチャートである。まず、ノー
ドN1〜ノードNnを予め電源電圧Vccに充電してお
く。つまり、充電用MOSトランジスタ21〜充電用M
OSトランジスタ2nをオンにするとともに放電用MO
Sトランジスタ31〜放電用MOSトランジスタ3nを
オフにしてしておく。
【0029】次に制御信号φ21がVcc+αから0Vにな
り、充電用MOSトランジスタ21がオフする。そし
て、制御信号φ31が0VからVccに立上がり、放電用M
OSトランジスタ31がオンして放電し、ノードN1の
電圧が0Vになる。その後、制御信号φ31がVccから0
Vになり、放電用MOSトランジスタ31がオフする。
この場合、充電用MOSトランジスタ21と放電用MO
Sトランジスタ31とがともにオフしており、ノードN
1はフローティング状態になる。次に、制御信号φ22が
Vcc+αから0Vになり、充電用MOSトランジスタ22
がオフする。そして制御信号φ32が0VからVccに立上
がり、放電用MOSトランジスタ32がオンして放電
し、ノードN2が0Vになる。すると、ノードN1の電
圧は容量41の容量結合によって−Vccに昇圧される。
その後、制御信号φ32がVccから0Vになり、放電用M
OSトランジスタ32がオフする。この場合、充電用M
OSトランジスタ22と放電用MOSトランジスタ32
とがともにオフしており、ノードN2はフローティング
状態となる。
り、充電用MOSトランジスタ21がオフする。そし
て、制御信号φ31が0VからVccに立上がり、放電用M
OSトランジスタ31がオンして放電し、ノードN1の
電圧が0Vになる。その後、制御信号φ31がVccから0
Vになり、放電用MOSトランジスタ31がオフする。
この場合、充電用MOSトランジスタ21と放電用MO
Sトランジスタ31とがともにオフしており、ノードN
1はフローティング状態になる。次に、制御信号φ22が
Vcc+αから0Vになり、充電用MOSトランジスタ22
がオフする。そして制御信号φ32が0VからVccに立上
がり、放電用MOSトランジスタ32がオンして放電
し、ノードN2が0Vになる。すると、ノードN1の電
圧は容量41の容量結合によって−Vccに昇圧される。
その後、制御信号φ32がVccから0Vになり、放電用M
OSトランジスタ32がオフする。この場合、充電用M
OSトランジスタ22と放電用MOSトランジスタ32
とがともにオフしており、ノードN2はフローティング
状態となる。
【0030】以降、このような充電用MOSトランジス
タと放電用MOSトランジスタとの動作を、充電用MO
Sトランジスタ2nおよび放電用MOSトランジスタ3
nまで繰り返し実行すると、ノードN1の電圧は−n×
Vccに昇圧される。
タと放電用MOSトランジスタとの動作を、充電用MO
Sトランジスタ2nおよび放電用MOSトランジスタ3
nまで繰り返し実行すると、ノードN1の電圧は−n×
Vccに昇圧される。
【0031】そして、このようにノードN1が昇圧され
た場合、MOSダイオード5の出力電圧は−n×Vcc+
Vthとなる。
た場合、MOSダイオード5の出力電圧は−n×Vcc+
Vthとなる。
【0032】
【発明の効果】請求項1に記載の本発明によれば、直列
接続した複数の容量の容量結合によって、電源電圧をそ
の2倍以上の正の電圧に昇圧することができ、低電圧電
源から十分に高い正の昇圧電圧を得ることができる。
接続した複数の容量の容量結合によって、電源電圧をそ
の2倍以上の正の電圧に昇圧することができ、低電圧電
源から十分に高い正の昇圧電圧を得ることができる。
【0033】請求項2に記載の本発明によれば、直列接
続した複数の容量の容量結合によって、電源電圧をその
2倍以上の負の電圧に昇圧することができ、低電圧電源
から十分に高い負の昇圧電圧を得ることができる。
続した複数の容量の容量結合によって、電源電圧をその
2倍以上の負の電圧に昇圧することができ、低電圧電源
から十分に高い負の昇圧電圧を得ることができる。
【図1】第1実施例による昇圧回路の構成を示す回路図
である。
である。
【図2】図1の昇圧回路の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図3】第2実施例による昇圧回路の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
めのタイミングチャートである。
【図4】従来の昇圧回路の構成を示す回路図である。
【図5】従来の昇圧回路の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
1 電源端子 10 接地端子 21〜2n 充電用MOSトランジスタ 31〜3n 放電用MOSトランジスタ 41〜4n 容量 100 制御信号発生回路 N1〜Nn ノード
Claims (2)
- 【請求項1】 電源電圧を昇圧する昇圧回路であって、 一端側ノードと他端側ノードとの間にそれぞれノードを
介して直列に接続された複数の容量手段と、 前記一端側ノードから前記他端側ノードへ順次的に、各
ノードを放電状態から前記電源電圧に充電した後フロー
ティング状態にする充放電手段とを備えた、昇圧回路。 - 【請求項2】 電源電圧を昇圧する昇圧回路であって、 一端側ノードと他端側ノードとの間にそれぞれノードを
介して直列に接続された複数の容量手段と、 前記一端側ノードから前記他端側ノードへ順次的に、各
ノードを前記電源電圧に充電した状態から放電状態にし
た後フローティング状態にする充放電手段とを備えた、
昇圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205267A JPH0654520A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 昇圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205267A JPH0654520A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 昇圧回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0654520A true JPH0654520A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16504154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4205267A Withdrawn JPH0654520A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 昇圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654520A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021052581A (ja) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | 電荷ポンプ回路及びそれを含むイメージセンサ |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP4205267A patent/JPH0654520A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021052581A (ja) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | 電荷ポンプ回路及びそれを含むイメージセンサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |