A regulated charge pump circuit is realized in a 3.3V 0.13-um CMOS I/O technology. The regulated charge pump exploits `Automatic Driving Buffer` scheme to generate 5V constant output voltage which is independent of load current and to lower output ripple voltage under 40mV with 2uF load capacitor.
To make stable output voltage, the regulated charge pump detects the variation of output boosted voltage which is higher than power supply voltage. As the variation of detected output voltage, 6-bit control signal is obtained and controls the `Automatic Driving Buffer` which is composed of four parallel buffers. The `Automatic Driving Buffer` operates selectively by `Driving Buffer Size Control Unit` and controls pumping current with 6-bit control signals. Therefore, by controlling of pumping current as the variation of boosted output voltage, the regulated charge pump generates stable boosted output voltage.
At simulation, the operation with the variation of process, voltage, temperature is checked and the performance of proposed charge pump is compared with that of conventional charge pump. Test chips demonstrate the boosted output voltage to be 5V and 30mA load current with 500KHz input clock signal. The output ripple voltage is less than 40mV with 2uF load capacitor.
전자 제품들 간의 data 교환시 더욱 유용한 기술인 USB-OTG통신을 위해서 전자 제품들은 power를 공급할 수 있는 power supply 능력을 갖추어야 한다. USB-OTG 통신 규격에 맞는 power를 공급하기 위해서는 전자제품에서 일반적으로 사용하는 전압에 비하여 높은 전압을 생성하여야하며 이를 위해서는 Charge pump회로가 가장 적합한 power supply공급 장치이다.
본 논문에서는 출력 전류에 무관하게 최소의 흔들림을 가지며 일정한 전압을 생성해내는 Charge pump회로를 설계 및 구현을 하였다. `Automatic Driving Buffer` 기술을 이용하여 기존의 출력 전압의 흔들림 현상을 최소화하였으며 환경 변화로 인한 출력단의 전압 변화가 최소화 되도록 설계를 하였다. 3.3V 입력 전압으로부터 5V 출력 전압을 생성해내며 출력 전류는 30mA까지 공급할 수 있다. 출력 전압은 2uF의 load capacitor를 달았을 때 최대 40mV의 흔들림 현상을 가진다.
본 논문에서 제시한 'Automatic Driving Buffer' 기술은 출력측 전압이 최대한 일정한 값을 가질 수 있도록 도와주며 안전한 power공급을 요구하는 시스템에 적합하다.
