本發(fā)明的示例性實施方式總體上涉及半導體設計技術，并且更具體地，涉及一種半導體存儲器裝置的電荷泵電路以及包括該電荷泵電路的內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路。

背景技術：

半導體存儲器裝置使用外部電壓來產(chǎn)生具有各種電平的內(nèi)部電壓，并且所述內(nèi)部電壓被用于半導體存儲器裝置的各種內(nèi)部操作。

用于使用外部電壓來產(chǎn)生內(nèi)部電壓的現(xiàn)有方法被主要劃分成兩個類別。根據(jù)第一類別方法，可以通過將外部電壓下轉(zhuǎn)換為更低的電位而產(chǎn)生低于外部電壓的內(nèi)部電壓。根據(jù)第二類別方法，可以通過對外部電壓進行電荷抽吸(chargepumping)而產(chǎn)生高于外部電壓或者低于接地電壓的內(nèi)部電壓。

高電壓vpp和反向偏置電壓vbb被廣泛地用作通過電荷抽吸產(chǎn)生的內(nèi)部電壓。高電壓vpp被產(chǎn)生以便使單元晶體管的柵極(或字線)具有比作為外部電壓的電源電壓vcc高的電位，因此防止單元數(shù)據(jù)的丟失并且訪問存儲器單元。反向偏置電壓vbb被產(chǎn)生以便使單元晶體管的整體具有比作為外部電壓的接地電壓vss低的電位，因此防止單元數(shù)據(jù)的丟失。

圖1是例示了常規(guī)的電荷泵電路10的圖。

參照圖1，電荷泵電路10包括電荷泵單元12、輸出電容器c0和開關sw。

電荷泵單元12將輸入電壓抽吸為輸出電壓vpasspmp，該輸出電壓vpasspmp被升壓至由負載電路20所需的電平。電荷泵單元12可以包括基于相位上互補的第一時鐘clk1和第二時鐘clk2而接通/斷開的多個開關(未例示)。電荷泵單元12可以利用這些開關的特定節(jié)點的電荷對輸出電容器c0進行充電或者對輸出電容器c0進行放電，并因此在輸出端子out_nd處獲取經(jīng)升壓的輸出電壓vpasspmp。

也就是說，電荷泵電路10通過對輸入電壓進行升壓以高電壓電平產(chǎn)生輸出電壓vpasspmp，并且使用輸出電容器c0來使經(jīng)升壓的輸出電壓vpasspmp保持在預定電平處。聯(lián)接至電荷泵電路10的輸出端子out_nd的負載電路20可以從電荷泵電路10接收電壓和電流。

將對上述電荷泵電路10的操作進行如下描述。首先，電荷泵電路10使開關sw斷開，并且執(zhí)行電荷泵操作以利用經(jīng)升壓的輸出電壓vpasspmp對輸出電容器c0進行充電。然后，當輸出電壓vpasspmp達到目標電壓時，電荷泵電路10可以使開關sw閉合。電荷泵電路10的輸出電壓vpasspmp被供應給負載電路20的輸入端子init_nd。

這時，當電荷泵電路10的輸出電壓vpasspmp被供應給負載電路20的輸入端子init_nd時，執(zhí)行電荷共享操作。在電荷泵電路10的輸出端子out_nd和負載電路20的輸入端子init_nd在電荷共享操作期間具有相同的電容的瞬間，電荷泵電路10可以向負載電路20提供具有輸出電壓vpasspmp的中間電平的電壓。

在電荷泵電路10中，可以考慮到電荷泵電路10的電壓/電流供應能力以及由負載電路20所需的電流量和電壓穩(wěn)定性(紋波)來確定輸出電容器c0的電容(或大小)。

也就是說，當輸出電容器c0具有高電容時，可以減少通過抽吸操作導致的電壓紋波，并且即使負載電路20瞬時地使用電流，也可以提高電荷泵電路10的電壓保持能力。然而，為了保持電容，輸出電容器c0在初始階段需要大量的電荷。此外，因為電荷泵電路10將輸出電容器c0視為負載，所以當輸出端子out_nd的電壓降低時，電荷泵電路10需要更大量的時間以恢復輸出端子out_nd的電壓。另一方面，當輸出電容器c0具有小電容時，即使輸出端子out_nd的電壓降低了，也可以在短時間內(nèi)恢復輸出端子out_nd的電壓。然而，可能增加通過抽吸操作導致的電壓紋波，并且可能由于瞬時電流消耗而發(fā)生電壓變化。

因此，在確定電荷泵電路10的輸出電容器c0的電容方面一直存在困難。

技術實現(xiàn)要素：

各個實施方式致力于一種通過執(zhí)行多個電荷共享操作而顯出提高的輸出電壓傳輸效率的改進的電荷泵電路以及包括該電荷泵電路的內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路。

在一個實施方式中，一種電荷泵電路可以包括：電荷泵單元，該電荷泵單元適合于執(zhí)行電荷泵操作，直到輸出電壓達到目標電壓為止；以及多級電荷共享單元，該多級電荷共享單元包括并聯(lián)聯(lián)接在負載電路與所述電荷泵單元之間的第一電容器至第n電容器，所述多級電荷共享單元適合于在電荷共享操作之后分別在所述第一電容器至所述第n電容器與所述負載電路之間依次執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作，其中，所述第一電荷共享操作至所述第n電荷共享操作被相互獨立地執(zhí)行，并且n是大于或等于2的自然數(shù)。

在一個實施方式中，一種內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路可以包括：檢測單元，該檢測單元適合于通過對基準電壓和內(nèi)部電壓進行比較而產(chǎn)生檢測信號；振蕩器，該振蕩器適合于響應于所述檢測信號而產(chǎn)生周期信號；以及電荷泵電路，該電荷泵電路包括并聯(lián)聯(lián)接在內(nèi)部電路與所述內(nèi)部電壓的輸出端子之間的第一電容器至第n電容器，并且適合于響應于所述周期信號而執(zhí)行電荷泵操作，直到所述內(nèi)部電壓達到目標電壓為止，并且在所述電荷泵操作之后分別在所述第一電容器至所述第n電容器與所述內(nèi)部電路之間依次執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作，其中，所述第一電荷共享操作至所述第n電荷共享操作被相互獨立地執(zhí)行以將所述內(nèi)部電壓提供給所述內(nèi)部電路，并且n是大于或等于2的自然數(shù)。

在一個實施方式中，提供了一種包括并聯(lián)聯(lián)接在輸出端子與負載電路之間的第一電容器至第n電容器的電荷泵電路的電荷泵方法。該電荷泵方法可以包括以下步驟：執(zhí)行電荷泵操作，直到輸出電壓達到目標電壓為止；以及在所述電荷泵操作之后，分別在所述第一電容器至所述第n電容器與所述負載電路之間依次執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作，其中，所述第一電荷共享操作至所述第n電荷共享操作被相互獨立地執(zhí)行，并且n是大于或等于2的自然數(shù)。

在一個實施方式中，一種產(chǎn)生內(nèi)部電壓的方法可以包括以下步驟：響應于周期信號而執(zhí)行電荷泵操作，直到內(nèi)部電壓達到目標電壓為止；以及在所述電荷泵操作之后，分別在第一電容器至第n電容器與內(nèi)部電路之間依次執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作，其中，所述第一電容器至所述第n電容器并聯(lián)聯(lián)接在所述內(nèi)部電壓的輸出端子與所述內(nèi)部電路之間，其中，所述第一電荷共享操作至所述第n電荷共享操作被相互獨立地執(zhí)行，并且n是大于或等于2的自然數(shù)。該方法還可以包括以下步驟：通過對刷新電壓和內(nèi)部電壓進行比較而產(chǎn)生檢測信號；以及響應于所述檢測信號而產(chǎn)生周期信號。

附圖說明

本發(fā)明的這些及其它特征和優(yōu)點將從參照附圖描述的本發(fā)明的以下實施方式中變得顯而易見，其中：

圖1是例示了常規(guī)的電荷泵電路的圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的電荷泵電路的電路圖。

圖3a、圖3b和圖3c是用于描述圖2的電荷泵電路的操作的電路圖。

圖4是用于描述圖2的電荷泵電路的操作的定時圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的電荷泵電路的電路圖。

圖6是用于描述圖5的電荷泵電路的操作的表。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的電荷泵電路的電路圖。

圖8是用于描述圖7的電荷泵電路的操作的表。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的包括電荷泵電路的內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路的框圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述各個實施方式。然而，本發(fā)明可以被按照不同的形式具體實現(xiàn)，而不應被解釋為限于本文所闡述的實施方式。相反，這些實施方式被提供以使得本公開將是徹底且完整的，并且將把本發(fā)明充分地傳達給本領域技術人員。在整個本公開中，相同的附圖標記在本發(fā)明的各個圖和實施方式中自始至終指代相同的部件。

本文所使用的術語僅用于描述特定實施方式的目的，而并不旨在限制本發(fā)明。如本文所使用的，除非上下文另外明確地指示，否則單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”也旨在包括復數(shù)形式。還將理解的是，當術語“包括”、“包含”、“包括有”和“包含有”被用在本說明書中時，所述術語指示存在所述的特征，但是不排除存在或添加一個或更多個其它特征。如本文所使用的，術語“和/或”指示關聯(lián)的列舉項中的一個或更多個的任何組合或所有組合。

將理解的是，當一個元件被稱為“連接至”或者“聯(lián)接至”另一元件時，所述一個元件能夠直接位于所述另一元件上、連接至或者聯(lián)接至所述另一元件，或者可以存在一個或更多個中間元件。另外，還將理解的是，當一個元件被稱為“在”兩個元件“之間”時，所述一個元件可以是這兩個元件之間的唯一元件，或者還可以存在一個或更多個中間元件。

還注意的是，在一些情況下，如對于相關領域技術人員而言將顯而易見的，除非另外具體地指示，否則可以單獨地或者與另一實施方式的其它特征或元件相結合地使用與一個實施方式相關地描述的特征或元件。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電荷泵電路100的電路圖。

參照圖2，電荷泵電路100可以包括電荷泵單元120和多級電荷共享單元130。

電荷泵單元120可以執(zhí)行電荷泵操作，直到輸出電壓vpasspmp達到目標電壓為止。電荷泵單元120可以包括基于相位上互補的第一時鐘clk1和第二時鐘clk2而接通/斷開的多個開關(未例示)。電荷泵單元120可以對第一電容器c1和第二電容器c2進行放電或者利用這些開關的特定節(jié)點的電荷對多級電荷共享單元130的第一電容器c1和第二電容器c2進行充電，并因此在其輸出端子out_nd處提供經(jīng)升壓的輸出電壓vpasspmp。

多級電荷共享單元130可以包括并聯(lián)聯(lián)接在電荷泵單元120與負載電路150之間的第一電容器c1和第二電容器c2。在電荷泵單元120的電荷泵操作之后，多級電荷共享單元130可以在第一電容器c1及第二電容器c2與負載電路150之間依次執(zhí)行第一電荷共享操作和第二電荷共享操作。這時，可以相互獨立地執(zhí)行第一電荷共享操作和第二電荷共享操作。

更具體地，多級電荷共享單元130可以包括第一開關sw1、第二開關sw2和第三開關sw3以及第一電容器c1和第二電容器c2。第一開關sw1和第二開關sw2可以串聯(lián)聯(lián)接在電荷泵單元120的輸出端子out_nd與負載電路150的輸入端子init_nd之間，并且第三開關sw3可以具有聯(lián)接至第一開關sw1和第二開關sw2的公共節(jié)點com_nd的一個端子。第一電容器c1可以聯(lián)接在第三開關sw3的另一端子與接地電壓端子vss之間。第二電容器c2可以聯(lián)接在電荷泵單元120的輸出端子out_nd與接地電壓端子vss之間。這時，可以在電荷泵操作和第一電荷共享操作期間依次斷開第一開關sw1和第二開關sw2。可以在第一電荷共享操作之后的第二電荷共享操作期間斷開第三開關sw3。

在本實施方式中，第一電容器c1和第二電容器c2的總電容可以等于圖1的輸出電容器c0的電容。

在具有上述配置的電荷泵電路100中，兩個或更多個電容器可以在輸出端子out_nd處彼此并聯(lián)聯(lián)接。電容器的總電容可以等于用于目標電壓的目標電容。電荷泵電路100可以通過執(zhí)行電荷泵操作直到輸出電壓vpasspmp達到目標電壓為止來利用輸出電壓vpasspmp對電容器進行充電，然后在這些電容器與負載電路150之間依次執(zhí)行電荷共享操作。這時，可以相互獨立地執(zhí)行兩個或更多個電荷共享操作。也就是說，電荷泵電路100可以首先執(zhí)行電荷共享操作以增加負載電路150的輸入端子init_nd的電壓。在這種狀態(tài)下，電荷泵電路100可以再次執(zhí)行電荷共享操作。因此，負載電路150的輸入端子init_nd可以迅速地達到目標電壓。

此外，當電荷共享操作被依次執(zhí)行時，可以減小在電荷泵電路100的輸出端子out_nd處的電壓降。因此，可以改進針對擊穿電壓的保護特性。此外，因為電荷泵電路100的輸出電容在電荷泵電路100聯(lián)接至負載電路150之后降低，所以負載電路150的輸入端子init_nd可以迅速地達到負載電路150的目標電壓，因此提高了負載電路150的操作速度。

在下文中，將參照圖3a、圖3b、圖3c和圖4來描述圖2的電荷泵電路100的操作。

圖3a、圖3b和圖3c是用于描述圖2的電荷泵電路100的操作的電路圖。圖4是用于描述圖2的電荷泵電路100的操作的定時圖。作為示例，讓我們假定第一電容器c1具有與第二電容器c2相同的電容(例如，1μf)，并且第一電容器c1和第二電容器c2的總電容(2μf)等于負載電路150的負載電容器cl的電容(2μf)。

參照圖3a和圖4，可以首先執(zhí)行電荷泵操作。在電荷泵操作期間，可以斷開第一開關sw1，并且可以接通第二開關sw2和第三開關sw3。因此，電荷泵電路100可以利用經(jīng)升壓的輸出電壓vpasspmp對第一電容器c1和第二電容器c2進行充電。這時，當輸出電壓vpasspmp是10v時，可以在第一電容器c1和第二電容器c2中存儲10μf的電荷，因為第一電容器c1和第二電容器c2具有相同的電容。也就是說，第一電容器c1的電荷q1和第二電容器c2的電荷q2各自為10μf(q1＝q2＝10μf)，并且負載電容器cl的電荷ql是0μf(ql＝0μf)。

此外，當實施方式中的第一電容器c1和第二電容器c2的總電容等于圖1的輸出電容器c0的電容時，常規(guī)的電荷泵電路10的輸出端子out_nd的輸出電壓vpasspmp可以具有與電荷泵電路100的輸出端子out_nd的輸出電壓vpasspmp基本上相同的值。

參照圖3b和圖4，可以執(zhí)行第一電荷共享操作。在第一電荷共享操作期間，可以斷開第二開關sw2，并且可以接通第一開關sw1和第三開關sw3。因此，可以向負載電路150傳輸存儲在第一電容器c1中的輸出電壓vpasspmp。這時，因為第一電容器c1的電容與負載電容器cl的電容之比為1:2，所以根據(jù)電荷守恒定律，可以分別在第一電容器c1和負載電容器cl中存儲3.33μf的電荷和6.66μf的電荷。也就是說，第一電容器c1的電荷q1和第二電容器c2的電荷q2是3.33μf和10μf(q1＝3.33μf，q2＝10μf)，并且負載電容器cl的電荷ql是6.66μf(ql＝6.66μf)。結果，可以向負載電路150的輸入端子init_nd傳輸3.3v的電壓。

參照圖3c和圖4，可以執(zhí)行第二電荷共享操作。在第二電荷共享操作期間，可以斷開第三開關sw3，并且可以接通第一開關sw1和第二開關sw2。因此，可以向負載電路150傳輸存儲在第二電容器c2中的輸出電壓vpasspmp。這時，因為第二電容器c2的電容與負載電容器cl的電容之比為1:2，所以根據(jù)電荷守恒定律，可以分別在第二電容器c2和負載電容器cl中存儲5.56μf的電荷和11.1μf的電荷。也就是說，第一電容器c1的電荷q1和第二電容器c2的電荷q2是3.33μf和5.56μf(q1＝3.33μf，q2＝5.56μf)，并且負載電容器cl的電荷ql是11.1μf(ql＝11.1μf)。結果，可以向負載電路150的輸入端子init_nd傳輸5.56v的電壓。也就是說，在相同的條件下，從常規(guī)的電荷泵電路10傳輸?shù)截撦d電路20的輸出電壓vpasspmp的傳輸效率是50％，然而，根據(jù)本實施方式的從電荷泵電路100傳輸?shù)截撦d電路150的輸出電壓vpasspmp的傳輸效率可以提高至55.6％。

在本實施方式中，已經(jīng)描述了兩級電荷共享操作。然而，本實施方式不限于此。例如，通常，電荷泵電路可以通過執(zhí)行n級電荷共享操作來提高其電壓傳輸效率，其中，n是大于或等于二(2)的自然數(shù)。在下文中，將參照圖5描述能夠通過n個電容器來執(zhí)行n級電荷共享操作的電荷泵電路。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的電荷泵電路200的電路圖。

參照圖5，電荷泵電路200可以包括電荷泵單元220和多級電荷共享單元230。

電荷泵單元220可以執(zhí)行電荷泵操作，直到輸出電壓vpasspmp達到目標電壓為止。電荷泵單元220可以包括基于相位上互補的第一時鐘clk1和第二時鐘clk2而接通/斷開的多個開關(未例示)。電荷泵單元220可以利用這些開關的特定節(jié)點的電荷對多級電荷共享單元230的第一電容器c1至第n電容器cn進行充電或者對第一電容器c1至第n電容器cn進行放電，并因此在其輸出端子out_nd處獲取升壓的輸出電壓vpasspmp。

多級電荷共享單元230可以包括并聯(lián)聯(lián)接在電荷泵單元220與負載電路250之間的第一電容器c1至第n電容器cn。在電荷泵單元220的電荷泵操作之后，多級電荷共享單元230可以在第一電容器c1至第n電容器cn與負載電路250之間依次執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作。這時，可以相互獨立地執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作。

更具體地，多級電荷共享單元230可以包括第一開關組sw_grp1和第二開關組sw_grp2以及第一電容器c1至第n電容器cn。第一開關組sw_grp1可以包括n個開關(第一開關swa_1至第n開關swa_n)，所述n個開關(第一開關swa_1至第n開關swa_n)串聯(lián)聯(lián)接在負載電路250的輸入端子init_nd與電荷泵單元220的輸出端子out_nd之間。第二開關組sw_grp2可以包括n-1個開關(第一開關swb_1至第n-1開關swb_n-1)，所述n-1個開關(第一開關swb_1至第n-1開關swb_n-1)分別聯(lián)接在第一電容器c1至第(n-1)電容器cn-1與第一開關組sw_grp1的第一開關swa_1至第n開關swa_n之間的公共節(jié)點cnd_1至cnd_n-1之間。第一電容器c1至第(n-1)電容器cn-1可以分別聯(lián)接在接地電壓端子vss與第二開關組sw_grp2的第一開關swb_1至第(n-1)開關swb_n-1之間，并且第n電容器cn可以聯(lián)接在接地電壓端子vss與電荷泵單元220的輸出端子out_nd之間。這時，可以在電荷泵操作以及第一電荷共享操作至第(n-1)電荷共享操作期間依次斷開第一開關組sw_grp1的n個開關swa_1至swa_n?？梢栽诘谝浑姾晒蚕聿僮髦恋?n-1)電荷共享操作當中的對應電荷共享操作之后斷開第二開關組sw_grp2的(n-1)個開關swb_1至swb_n-1。

也就是說，第一開關組sw_grp1的第一開關swa_1至第n開關swa_n可以分別在電荷泵操作以及第一電荷共享操作至第(n-1)電荷共享操作期間被斷開，并且可以在其它操作期間保持接通狀態(tài)。第二開關組sw_grp2的第一開關swb_1至第(n-1)開關swb_n-1可以分別在電荷泵操作期間被接通并且緊接在第一電荷共享操作至第(n-1)電荷共享操作之后被斷開。

在本實施方式中，第一電容器c1至第n電容器cn的總電容可以等于圖1的輸出電容器c0的電容。

圖6是用于描述圖5的電荷泵電路200的操作的表。

參照圖6，可以首先執(zhí)行電荷泵操作。在電荷泵操作期間，可以斷開第一開關組sw_grp1的第一開關swa_1，并且可以接通第一開關組sw_grp1的其它開關swa_2至swa_n。此外，還可以接通第二開關組sw_grp2的(n-1)個開關swb_1至swb_n-1。因此，電荷泵電路200可以利用經(jīng)升壓的輸出電壓vpasspmp對第一電容器c1至第n電容器cn進行充電。

然后，可以執(zhí)行在圖6的表中指示為“第一次共享”的第一電荷共享操作。在第一電荷共享操作期間，可以斷開第一開關組sw_grp1的第二開關swa_2，并且可以接通第一開關組sw_grp1的其它開關swa_1以及swa_3至swa_n。此外，可以接通第二開關組sw_grp2的(n-1)個開關swb_1至swb_n-1。因此，可以向負載電路250傳輸存儲在第一電容器c1中的輸出電壓vpasspmp。

然后，可以執(zhí)行第二電荷共享操作(被指示為第二次共享)。在第二電荷共享操作期間，可以斷開第一開關組sw_grp1的第三開關swa_3，并且可以接通第一開關組sw_grp1的其它開關swa_1、swa_2以及swa_4至swa_n。此外，可以斷開第二開關組sw_grp2的第一開關swb_1，并且可以接通第二開關組sw_grp2的其它開關swb_2至swb_n-1。因此，可以將存儲在第二電容器c2中的輸出電壓vpasspmp傳輸?shù)截撦d電路250。

然后，可以執(zhí)行第三電荷共享操作(被指示為第三次共享)。在第三電荷共享操作期間，可以斷開第一開關組sw_grp1的第四開關swa_4，并且可以接通第一開關組sw_grp1的其它開關swa_1至swa_3以及swa_5至swa_n。此外，可以斷開第二開關組sw_grp2的第一開關swb_1和第二開關swb_2，并且可以接通第二開關組sw_grp2的其它開關swb_3至swb_n-1。因此，可以將存儲在第三電容器c3中的輸出電壓vpasspmp傳輸?shù)截撦d電路250。

按照這種方式，還可以依次執(zhí)行第四電荷共享操作至第n電荷共享操作。也就是說，可以在電荷泵操作以及第一電荷共享操作至第(n-1)電荷共享操作期間依次斷開第一開關組sw_grp1的n個開關swa_1至swa_n，并且可以在第一電荷共享操作至第(n-1)電荷共享操作期間的對應電荷共享操作之后斷開第二開關組sw_grp2的(n-1)個開關swb_1至swb_n-1。

在依次執(zhí)行了第一電荷共享操作至第n電荷共享操作之后，與從常規(guī)的電荷泵電路10傳輸?shù)截撦d電路20的輸出電壓vpasspmp的傳輸效率相比，在相同的條件下根據(jù)本實施方式的從電荷泵電路200傳輸?shù)截撦d電路250的輸出電壓vpasspmp的傳輸效率可以提高。例如，假定在n等于10的情況下第一電容器c1至第n電容器cn的總電容等于負載電路250的負載電容器的電容。在這種情況下，在依次執(zhí)行了第一電荷共享操作至第十電荷共享操作之后，可以將從電荷泵電路200傳輸?shù)截撦d電路250的輸出電壓vpasspmp的傳輸效率設置為62.5％。在另一實施方式中，可以調(diào)整第一電容器c1至第n電容器cn的電容，以進一步不同地設置從電荷泵電路200傳輸?shù)截撦d電路250的輸出電壓vpasspmp的傳輸效率。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的電荷泵電路300的電路圖。

參照圖7，本實施方式中的電荷泵電路300可以包括電荷泵單元320和多級電荷共享單元330。

電荷泵單元320可以執(zhí)行電荷泵操作，直到輸出電壓vpasspmp達到目標電壓為止。電荷泵單元320可以包括基于相位上互補的第一時鐘clk1和第二時鐘clk2而接通/斷開的多個開關(未例示)。電荷泵單元320可以利用這些開關的特定節(jié)點的電荷對多級電荷共享單元330的第一電容器c1至第n電容器cn進行充電或者對第一電容器c1至第n電容器cn進行放電，并因此在其輸出端子out_nd處獲取升壓的輸出電壓vpasspmp。

多級電荷共享單元330可以包括并聯(lián)聯(lián)接在電荷泵單元320與負載電路350之間的第一電容器c1至第n電容器cn。在電荷泵單元320的電荷泵操作之后，多級電荷共享單元330可以在第一電容器c1至第n電容器cn與負載電路350之間依次執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作。這時，可以相互獨立地執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作。

更具體地，多級電荷共享單元330可以包括第一開關組sw_grp1和第二開關組sw_grp2以及第一電容器c1至第n電容器cn。第一開關組sw_grp1可以包括n個開關(第一開關swa_1至第n開關swa_n)，所述n個開關(第一開關swa_1至第n開關swa_n)各自具有聯(lián)接至電荷泵單元320的輸出端子out_nd的一個端子。第二開關組sw_grp2可以包括n個開關(第一開關swb_1至第n開關swb_n)，所述n個開關(第一開關swb_1至第n開關swb_n)各自分別聯(lián)接在負載電路350的輸入端子init_nd與第一開關組sw_grp1的第一開關swa_1至第n開關swa_n中的每一個的另一端子(即，公共節(jié)點cn_1至cn_n)之間。第一電容器c1至第n電容器cn可以聯(lián)接在接地電壓端子vss與相應的公共節(jié)點cn_1至cn_n之間，所述相應的公共節(jié)點cn_1至cn_n位于第一開關組sw_grp1的第一開關swa_1至第n開關swa_n與第二開關組sw_grp2的第一開關swb_1至第n開關swb_n之間。這時，第一開關組sw_grp1的n個開關swa_1至swa_n可以在電荷泵操作期間被全部接通，并且在第一電荷共享操作至第n電荷共享操作期間被依次斷開。在本實施方式中，在第n電荷共享操作期間，第一開關組sw_grp1的第n個開關swa_n可以不被斷開，而是保持接通狀態(tài)。此外，第二開關組sw_grp2的n個開關swb_1至swb_n可以在電荷泵操作期間被全部斷開，并且在第一電荷共享操作至第n電荷共享操作期間被依次接通。

也就是說，第一開關組sw_grp1的第一開關swa_1至第n開關swa_n可以在電荷泵操作期間被全部接通，并且分別從第一電荷共享操作至第n電荷共享操作斷開。第二開關組sw_grp2的第一開關swb_1至第n開關swb_n可以在電荷泵操作期間被全部斷開，可以分別在第一電荷共享操作至第n電荷共享操作期間被接通，然后可以保持斷開狀態(tài)。

在本實施方式中，第一電容器c1至第n電容器cn的總電容可以等于圖1的輸出電容器c0的電容。

圖8是用于描述圖7的電荷泵電路300的操作的表。

參照圖8，可以首先執(zhí)行電荷泵操作。在電荷泵操作期間，可以接通第一開關組sw_grp1的n個開關swa_1至swa_n，并且可以全部斷開第二開關組sw_grp2的n個開關swb_1至swb_n。因此，電荷泵電路300可以利用經(jīng)升壓的輸出電壓vpasspmp對第一電容器c1至第n電容器cn進行充電。

然后，可以依次執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作(在圖8的表中被指示為“第一次共享至第n次共享”)。在第一電荷共享操作至第n電荷共享操作期間，可以依次斷開第一開關組sw_grp1的n個開關swa_1至swa_n，并且可以依次接通第二開關組sw_grp2的n個開關swb_1至swb_n。因此，可以將存儲在第一電容器c1至第n電容器cn中的輸出電壓vpasspmp依次傳輸?shù)截撦d電路350。

類似地，在依次執(zhí)行了第一電荷共享操作至第n電荷共享操作之后，與常規(guī)的電荷泵電路10相比，根據(jù)本實施方式的從電荷泵電路300傳輸?shù)截撦d電路350的輸出電壓vpasspmp的傳輸效率可以提高。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的包括電荷泵電路440的內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路400的框圖。

參照圖9，內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路400還可以包括檢測單元410、振蕩器420和泵單元430。

檢測單元410可以對基準電壓vref和內(nèi)部電壓vint進行比較，并且輸出檢測信號en。當內(nèi)部電壓vint具有比基準電壓vref低的電壓電平時，檢測單元410可以針對邏輯高電平而啟用(enable)檢測信號en，并且輸出檢測信號en。另一方面，當內(nèi)部電壓vint具有比基準電壓vref高的電壓電平時，檢測單元410可以針對邏輯低電平而禁用(disable)檢測信號en，并且輸出檢測信號en。

振蕩器420可以響應于檢測信號en而輸出周期信號osc。振蕩器420可以在接收到經(jīng)啟用的檢測信號en時輸出周期信號osc。

泵單元430可以響應于周期信號osc而產(chǎn)生內(nèi)部電壓vint。更具體地，泵單元430可以包括泵控制單元432和電荷泵電路434。

泵控制單元432可以響應于周期信號osc而產(chǎn)生用于控制電荷泵電路434的多個抽吸控制信號clk1和clk2。電荷泵電路434可以通過基于抽吸控制信號clk1和clk2對輸入電壓(例如，電源電壓vcc)進行電荷抽吸來輸出內(nèi)部電壓vint。

在本實施方式中，電荷泵電路434可以包括圖5的電荷泵電路200或圖7的電荷泵電路300。也就是說，電荷泵電路434可以包括并聯(lián)聯(lián)接在內(nèi)部電壓vint的輸出端子與內(nèi)部電路(未例示)之間的第一電容器至第n電容器。電荷泵電路434可以響應于抽吸控制信號clk1和clk2而執(zhí)行電荷泵操作，直到內(nèi)部電壓vint達到目標電壓為止，然后在第一電容器至第n電容器與內(nèi)部電路之間依次執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作。這時，電荷泵電路434可以通過相互獨立地執(zhí)行第一電荷共享操作至第n電荷共享操作來將內(nèi)部電壓vint提供給內(nèi)部電路。

具有上述配置的內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路400可以在將內(nèi)部電壓vint提供給內(nèi)部電路(未例示)時執(zhí)行兩個或更多個電荷共享操作，因此提高內(nèi)部電壓vint的傳輸效率。此外，內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路400可以減小在內(nèi)部電壓vint的輸出端子處的電壓降，因此改進針對擊穿電壓的保護特性。此外，因為內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路400的輸出電容在內(nèi)部電壓產(chǎn)生電路400聯(lián)接至內(nèi)部電路之后減小，所以內(nèi)部電壓vint可以迅速地達到內(nèi)部電路的目標電壓，因此提高了內(nèi)部電路的操作速度。

盡管已經(jīng)出于例示性目的描述了各個實施方式，但是對于本領域技術人員而言將顯而易見的是，可以在不脫離如所附的權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種改變和修改。

例如，可以根據(jù)輸入信號的極性按照不同的方式來設置上述實施方式中所使用的邏輯門和晶體管的位置和類型。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年3月8日提交的韓國專利申請no.10-2016-0027621的優(yōu)先權，該韓國專利申請通過引用完整地并入到本文中。