專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體集成電路和包括該電路的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路和包括該電路的電子設(shè)備。具體地， 本發(fā)明涉及一種使用電荷泵向負(fù)載提供電壓的半導(dǎo)體集成電路以及包 括該電路的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般而言，在使用電荷泵的半導(dǎo)體集成電路中設(shè)置有調(diào)節(jié)器，用 于根據(jù)電荷泵的輸出電壓來(lái)改變電荷泵的輸入電壓，以將電荷泵的輸 出電壓保持在規(guī)定電壓。
在使用電荷泵的常規(guī)半導(dǎo)體集成電路中，當(dāng)緊接在半導(dǎo)體電路的 上電之后開(kāi)始向負(fù)載提供電流時(shí)，大電流瞬時(shí)流向負(fù)載，引起電路故 障。
為了解決這種問(wèn)題，例如，日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2005-33865 (專(zhuān)利 文獻(xiàn)1)公開(kāi)了一種半導(dǎo)體集成電路，其中通過(guò)感測(cè)電阻器和電流檢 測(cè)電路檢測(cè)流向電荷泵輸出端子的電流，并設(shè)置限流電路，以保持大 約為輸出電流兩倍的輸入電流在電荷泵電路的輸入端子處流動(dòng)，從而 使電流恒定，抑制峰值電流以防止噪聲產(chǎn)生，并防止連接到與電荷泵 相同的輸入電源的其他電路發(fā)生故障。
然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)l中描述的半導(dǎo)體集成電路中，因?yàn)楦袦y(cè)電阻 器設(shè)置在電荷泵與輸出端子之間，所以半導(dǎo)體集成電路的輸出電壓根 據(jù)輸出電流而降低。因此，有必要將電荷泵的輸出電壓升高由感測(cè)電 阻器所降低的電壓量，這導(dǎo)致半導(dǎo)體集成電路功耗不希望地增大。當(dāng) 動(dòng)態(tài)負(fù)載與半導(dǎo)體集成電路的輸出連接時(shí)，g卩，當(dāng)流經(jīng)負(fù)載的電流變 化時(shí)，由于感測(cè)電阻器設(shè)置在電荷泵與輸出端子之間，所以半導(dǎo)體集 成電路的輸出電壓波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以降低功耗并穩(wěn)定輸出的半導(dǎo)體集成 電路，并提供一種包括該電路的電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的方面，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體集成電路，包括 電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負(fù)載輸出提升后的電壓；以及電荷 泵控制電路，用于根據(jù)電荷泵的輸出電壓向電荷泵輸出電壓，并根據(jù) 電荷泵的輸出電壓確定要輸出至電荷泵的電流的上限值。
優(yōu)選地，電荷泵控制電路包括比較器，用于將電荷泵的輸出電 壓與規(guī)定電壓相比較，并輸出表示比較結(jié)果的信號(hào)；以及調(diào)節(jié)器，用 于根據(jù)從比較器接收的信號(hào)，確定要輸出至電荷泵的電流的上限值； 其中比較器具有遲滯特性。
優(yōu)選地，負(fù)載是LED。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種包括半導(dǎo)體集成電路的電子設(shè) 備，其中半導(dǎo)體集成電路包括電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負(fù) 載輸出提升后的電壓；以及電荷泵控制電路，用于根據(jù)電荷泵的輸出 電壓向電荷泵輸出電壓，并根據(jù)電荷泵的輸出電壓確定要輸出至電荷 泵的電流的上限值。
本發(fā)明降低功耗，并穩(wěn)定輸出。
結(jié)合附圖，本發(fā)明的前述和其他目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將從以 下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中更加明顯。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子設(shè)備的配置。 圖2示出了當(dāng)通過(guò)PWM方法驅(qū)動(dòng)LED21時(shí)電子設(shè)備201的電壓波 形圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中，相同的附圖標(biāo)記 表示相同或相應(yīng)的部分，并不再重復(fù)對(duì)其的描述。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子設(shè)備的配置。參照?qǐng)D1，電
子設(shè)備201包括半導(dǎo)體集成電路101、電容器C1到C3、 LED (發(fā)光二 極管)21、電阻器R3、 P麗(脈沖寬度調(diào)制)控制電路22和開(kāi)關(guān)SW1。 半導(dǎo)體集成電路101包括電荷泵1和電荷泵控制電路11。電荷泵控制 電路11包括調(diào)節(jié)器2、比較器3和電阻器R1和R2。
電荷泵1提升輸入電壓，并將提升后的電壓輸出至作為負(fù)載的LED 21。電容器C3對(duì)電荷泵1的輸出電壓進(jìn)行平滑。
電荷泵控制電路11根據(jù)電荷泵1的輸出電壓向電荷泵1輸出電 壓，以將電荷泵1的輸出電壓保持在規(guī)定電壓。更具體地，調(diào)節(jié)器2 將電荷泵1的輸出龜壓與規(guī)定電壓VREF1相比較，并確定要輸出至電 荷泵1的電壓，以使這兩個(gè)電壓彼此相等。通過(guò)電阻器R1和R2檢測(cè) 電荷泵1的輸出電壓。
電荷泵控制電路11根據(jù)電荷泵1的輸出電壓，確定要輸出至電荷 泵l的電流的上限值。具體地，比較器3將電荷泵1的輸出電壓與規(guī) 定電壓VREF2相比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平信號(hào)。例 如，當(dāng)電荷泵1的輸出電壓低于規(guī)定電壓VREF2時(shí)，比較器3輸出低 電平信號(hào)，而當(dāng)電荷泵l的輸出電壓不低于規(guī)定電壓VREF2時(shí)，比較 器3輸出高電平信號(hào)。
調(diào)節(jié)器2根據(jù)從比較器3接收的信號(hào)，確定要輸出至電荷泵1的 電流的上限值。例如，調(diào)節(jié)器2在接收到來(lái)自電荷泵1的低電平信號(hào) 時(shí)，設(shè)置要輸出至電荷泵l的電流的規(guī)定上限值，而在接收到高電平 信號(hào)時(shí)，取消該上限值的設(shè)置。
調(diào)節(jié)器2可以具有如下配置當(dāng)接收到來(lái)自電荷泵1的低電平信 號(hào)時(shí)，對(duì)要輸出至電荷泵l的電流設(shè)置第一上限值，而當(dāng)接收到高電 平信號(hào)時(shí)，設(shè)置比第一上限值高的第二上限值。
開(kāi)關(guān)SW1根據(jù)從P麗控制電路22接收的P而信號(hào)，在是否向LED 21提供來(lái)自電荷泵1的電壓之間進(jìn)行切換。
PWM控制電路1利用P麗方法，控制開(kāi)關(guān)SW1并周期性地向LED 21 提供來(lái)自電荷泵l的電壓，從而調(diào)整LED 21的亮度。
圖2示出了當(dāng)根據(jù)P麗方法驅(qū)動(dòng)LED 21時(shí)電子設(shè)備201中的電壓 波形圖。這里，P麗表示由P麗控制電路22輸出的P麗信號(hào)，V0UT 表示電荷泵l的輸出電壓，Iin表示從電源電勢(shì)VBAT流向調(diào)節(jié)器2的 電流。此外，虛線表示在未限制電流的常規(guī)電子設(shè)備中觀察到的電壓 波形，實(shí)線表示在限制電流的電子設(shè)備101中觀察到的電壓波形。
參照?qǐng)D2，當(dāng)P麗信號(hào)從低電平向高電平轉(zhuǎn)換時(shí)，電壓V0UT逐漸 升高。這里，如果未限制電流，則電流Iin如虛線所示地突然增大至 電流值II。
另一方面，在電子設(shè)備101中，因?yàn)殡姾杀?的輸出電壓低于規(guī) 定電壓VREF2,所以在緊接在PWM信號(hào)從低電平向高電平的轉(zhuǎn)換之后 的時(shí)間段A中，比較器3輸出低電平信號(hào)。當(dāng)接收到來(lái)自電荷泵l的 低電平信號(hào)時(shí)，調(diào)節(jié)器2將要輸出至電荷泵1的電流上限設(shè)置在電流 值12。采用這種設(shè)置，例如，可以防止電流Iin在P觀信號(hào)升高時(shí)突 然增大由C表示的電流量，并可以防止電子設(shè)備101發(fā)生故障。
在電荷泵1的輸出電壓達(dá)到VREF2或更高的時(shí)間段B中，比較器 3輸出高電平信號(hào)。在接收到來(lái)自電荷泵1的高電平信號(hào)時(shí)，調(diào)節(jié)器2 取消對(duì)要輸出至電荷泵1的電流的限制。然后，電荷泵l的輸出電壓 達(dá)到目標(biāo)電壓值V1。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述的半導(dǎo)體集成電路中，通過(guò)感測(cè)電阻器和電流 檢測(cè)電路檢測(cè)流經(jīng)電荷泵的輸出端子的電流。具體地，將感測(cè)電阻器 設(shè)置在電荷泵與輸出端子之間，因此，必須將電荷泵的輸出電壓升高 在感測(cè)電阻器處降低的電壓量，這導(dǎo)致了半導(dǎo)體集成電路功耗增大的 問(wèn)題。此外，當(dāng)動(dòng)態(tài)負(fù)載與半導(dǎo)體集成電路的輸出連接時(shí)，因?yàn)楦袦y(cè) 電阻器設(shè)置在電荷泵與輸出端子之間，所以出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路的 輸出電壓變化的問(wèn)題。但是，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體集成電路構(gòu) 造為不檢測(cè)電荷泵的輸出電流，并且電荷泵控制電路11根據(jù)電荷泵1 的輸出電壓，確定要輸出至電荷泵l的電流的上限。具體地，根據(jù)本 發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體集成電路具有電荷泵與輸出端子之間未設(shè)置感測(cè) 電阻器的結(jié)構(gòu)。因此，不必將電荷泵的輸出電壓升高在感測(cè)電阻器處 降低的電壓量。此外，即使當(dāng)動(dòng)態(tài)負(fù)載與半導(dǎo)體集成電路的輸出連接
時(shí)，也可以防止半導(dǎo)體集成電路輸出電壓的波動(dòng)。因此，在根據(jù)本發(fā) 明實(shí)施例的半導(dǎo)體集成電路中，可以降低功耗，并穩(wěn)定輸出。
比較器3可以具有遲滯特性的結(jié)構(gòu)。具體地，比較器3具有規(guī)定 電壓VREF2作為第一閾值，并具有小于規(guī)定電壓VREF2的規(guī)定電壓 VREF3作為第二閾值。比較器3使用第一閾值作為將輸出信號(hào)從低電 平改變到高電平的閾值，并使用第二閾值作為將輸出信號(hào)從高電平改 變到低電平的閾值。
采用這種結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)動(dòng)態(tài)負(fù)載與半導(dǎo)體集成電路101的輸出連 接時(shí)，或者當(dāng)電荷泵l的輸出電壓因?yàn)樵肼暤炔▌?dòng)時(shí)，也可以防止調(diào) 節(jié)器2在較短時(shí)間段中重復(fù)地設(shè)置和取消對(duì)輸出電流的限制，從而可 以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。
雖然具體描述并示出了本發(fā)明，但是應(yīng)該清楚明白，以上描述只 是作為示例，而不應(yīng)該理解為對(duì)本發(fā)明有所限制，本發(fā)明的精神和范 圍僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體集成電路，包括電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負(fù)載輸出所述提升后的電壓；以及電荷泵控制電路，用于根據(jù)所述電荷泵的輸出電壓向所述電荷泵輸出電壓，并根據(jù)所述電荷泵的輸出電壓確定要輸出至所述電荷泵的電流的上限值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路，其中 所述電荷泵控制電路包括比較器，用于將所述電荷泵的輸出電壓與規(guī)定電壓相比較，并輸出 表示所述比較結(jié)果的信號(hào)；以及調(diào)節(jié)器，用于根據(jù)從所述比較器接收的信號(hào)，確定要輸出至所述電 荷泵的電流的上限值，其中所述比較器具有遲滯特性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路，其中 所述負(fù)載是LED。
4. 一種電子設(shè)備，包括 半導(dǎo)體集成電路，其中所述半導(dǎo)體集成電路包括電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負(fù)載輸出所述提升后的電壓；以及電荷泵控制電路，用于根據(jù)所述電荷泵的輸出電壓向所述電荷泵輸 出電壓，并根據(jù)所述電荷泵的輸出電壓確定要輸出至所述電荷泵的電流 的上限值。
全文摘要
一種半導(dǎo)體集成電路包括電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負(fù)載輸出提升后的電壓；以及電荷泵控制電路，用于根據(jù)電荷泵的輸出電壓向電荷泵輸出電壓，并根據(jù)電荷泵的輸出電壓確定要輸出至電荷泵的電流的上限值。
文檔編號(hào)G05F1/56GK101114793SQ200710128769
公開(kāi)日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者小宮邦裕 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司