專利名稱：半導體集成電路裝置、電荷泵電路、電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明，涉及一種電荷泵電路中使用的半導體集成電路裝置，特別涉及其升壓倍率可變技術。
背景技術：
圖9，是表示電荷泵電路的一個以往示例的電路圖。另外，本圖的電荷泵電路100，構成為根據時鐘信號(未圖示)將多個電荷轉送用開關101～104周期性地導通/關斷，通過進行電荷轉送用電容器105的充放電，基于輸入電壓Vi生成所期望的輸出電壓Vo(＝2Vi)。
對上述的正升壓動作具體進行說明。生成輸出電壓Vo時，首先，作為充電期間，開關101、102被導通，開關103、104被關斷。通過這種開關控制，電容器105的一端(A點)被施加輸入電壓Vi，另一端(B點)被施加接地電壓GND。從而，電容器105被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。
電容器105充電完畢之后，這次作為泵期間，開關101、102關斷，開關103、104導通。通過這種開關控制，B點被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器105的兩端之間，通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此B點的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此同時，A點的電位也被拉升至2Vi(輸入電壓Vi+充電電壓Vi)。此時，A點由于經開關104及輸出用電容器106與接地端子連接，因此輸出用電容器106，被充電直到其兩端電位差幾乎達到2Vi。
這樣，電荷泵電路100中，通過將開關101～104周期性地導通/關斷，使得上述的充電期間和泵期間交替反復，導出將輸入電壓Vi正升壓至2倍得到的正升壓電壓2Vi作為其輸出電壓Vo。
另外，與上述電荷泵電路相關的以往技術，以往公開、提出過各種各樣的方案(例如，參照特開2000-262044號公報)。
的確，只要是上述以往的電荷泵電路100，就能通過將輸入電壓Vi正升壓來生成所希望的輸出電壓Vo(＝2Vi)。
然而，以往的電荷泵電路中，采用的是將上述的多個電荷轉送用開關集成化為半導體集成電路裝置，并對其外接電荷轉送用電容器的結構，但這種半導體集成電路裝置，通常來說，針對2倍升壓用或3倍升壓用之類的情形，實施與其升壓倍率相應的專用的電路設計，用此構成電荷泵電路時的升壓倍率，預先被固定設定。
因此，在構成不同的升壓倍率的電荷泵電路時，用戶必須適當選擇與所期望的升壓倍率相應的半導體集成電路裝置，逐一獲取這些電路裝置。另外，對于半導體集成電路裝置的制造商來說，也需按照用戶的用途，預先全面地準備出各種各樣的升壓倍率的半導體集成電路裝置，導致生產效率低下。

發(fā)明內容
本發(fā)明，正是鑒于上述問題點而提出的，其目的在于提供一種可以在構成不同的升壓倍率的電荷泵電路時通用的半導體集成電路裝置，以及使用它的電荷泵電路及電器。
本發(fā)明的半導體集成電路裝置，具有被施加輸入電壓的輸入端子；用于導出輸出電壓的輸出端子；被施加接地電壓的接地端子；用于外接電荷轉送用電容器的多個外部端子；以及，對應各個外部端子設置的多個電荷轉送用開關，所述多個電荷轉送用開關，分別具有與對應的外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，多個選擇端之一，是可與所述輸入端子及所述多個外部端子的至少任意一個連接的升壓倍率切換端子，其余的選擇端，分別被與所述輸入端子、所述輸出端子、所述接地端子、以及自身以外的選擇端之一連接。
通過參考附圖結合優(yōu)選實施方式的以下的詳細說明，可以進一步明了本發(fā)明的其他特性、元素、步驟、優(yōu)點以及特征。


圖1是表示本發(fā)明的半導體集成電路裝置的一個實施方式的圖。
圖2是表示2倍升壓時的一個連接示例的圖。
圖3是表示3倍升壓時的一個連接示例的圖。
圖4是表示4倍升壓時的一個連接示例的圖。
圖5是表示5倍升壓時的一個連接示例的圖。
圖6是表示6倍升壓時的一個連接示例的圖。
圖7是表示7倍升壓時的一個連接示例的圖。
圖8是表示搭載本發(fā)明的電荷泵電路的攜帶機器的一個實施方式的框圖。
圖9是表示電荷泵電路的一個以往例的電路圖。
具體實施例方式
以下，以可在構成2倍升壓型～7倍升壓型的電荷泵電路時通用的半導體集成電路裝置為例，對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1為表示本發(fā)明的半導體集成電路裝置的一個實施方式的圖。
如本圖所示，本實施方式的半導體集成電路裝置，具有被施加輸入電壓Vi的輸入端子Ti；用于引出輸出電壓Vo的輸出端子To；被施加接地電壓GND的接地端子Tg；用于外接電荷轉送用電容器(本圖中未圖示)的外部端子T1～T8；對應外部端子T1～T8設置的由MOSFET或雙極型晶體管構成的電荷轉送用開關S1～S8，此外，還具有可根據升壓倍率切換連接的升壓倍率切換端子Tex。
電荷轉送用開關S1～S8，分別具有與對應的外部端子T1～T8連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端。
電荷轉送用開關S1，一選擇端與輸入端子Ti連接，另一選擇端與電荷轉送用開關S4的一選擇端連接。電荷轉送用開關S2，一選擇端與輸入端子Ti連接，另一選擇端與接地端子Tg連接。電荷轉送用開關S3，一選擇端與輸入端子Ti連接，另一選擇端與電荷轉送用開關S7的一選擇端連接。電荷轉送用開關S4，另一選擇端與接地端子Tg連接。電荷轉送用開關S5，一選擇端與升壓倍率切換端子Tex連接，另一選擇端與電荷轉送用開關S8的一選擇端連接。電荷轉送用開關S6，一選擇端與輸入端子Ti連接，另一選擇端與接地端子Tg連接。電荷轉送用開關S7，另一選擇端與輸出端子To連接。電荷轉送用開關S8，另一選擇端與接地端子Tg連接。
另外，對電荷轉送用開關S1、S3、S6、S8的線路切換控制、和對電荷轉送用開關S2、S4、S5、S7的線路切換控制，其相位彼此相反。具體來說，電荷轉送用開關S1、S3、S6、S8中，各個公共端與一選擇端連接時，電荷轉送用開關S2、S4、S5、S7中，各個公共端被與另一選擇端連接。相反，電荷轉送用開關S1、S3、S6、S8中，各個公共端與另一選擇端連接時，電荷轉送用開關S2、S4、S5、S7中，各個公共端被與一選擇端連接。
由于根據上述構成下的半導體集成電路裝置，通過改變升壓倍率切換端子Tex的外部連接目的地、以及、外部端子T1～T8中的電荷轉送用電容器的連接數目和連接位置，能夠任意重組其內部的電路結構，因此能夠將使用它構成的電荷泵電路的升壓倍率在2倍升壓～7倍升壓的范圍內任意設定。
以下，用本實施方式的半導體集成電路裝置，對構成2倍升壓型～7倍升壓型的電荷泵電路的方法進行具體說明。
首先，對構成2倍升壓型的電荷泵電路的方法，參照圖2進行詳細說明。圖2為表示2倍升壓時的一個連接示例的圖。
如本圖的虛線所示，在實現2倍升壓時，外部端子T7與外部端子T8之間，電荷轉送用電容器C1被外部連接，另外，升壓倍率切換端子Tex上，外部連接著輸入端子Ti、外部端子T1、外部端子T3以及外部端子T5。
由上述結構構成的電荷泵電路中，首先，形成外部端子T7(電容器C1的一端)經開關S7以及開關S3連接至輸入端子Ti，外部端子T8(電容器C1的另一端)經開關S8連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第1狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T7上被施加輸入電壓Vi，外部端子T8上被施加接地電壓GND。因此，電容器C1，被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。另外，圖中畫圈的數字“1”，表示電容器C1的充電電壓相當于輸入電壓Vi的幾倍，以后的說明中也用同樣的標注。
電容器C1的充電結束后，這次，形成外部端子T8經開關S8及開關S5連接至輸入端子Ti，外部端子T7經開關S7連接至輸出端子To的狀態(tài)(第2狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T8，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C1的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此外部端子T8的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T7的電位也被拉升至2Vi(輸入電壓Vi+電容器C1的充電電壓Vi)。此時，外部端子T7，由于經開關S7及輸出用電容器Co接地，因此輸出用電容器Co，被充電直到其兩端電位差基本達到2Vi。
這樣，本實施方式的電荷泵電路中，通過開關S1～S8的周期性的開關控制，交替重復上述第1、第2狀態(tài)，實施電容器C1的充放電。結果，從輸出端子To，引出將輸入電壓Vi正升壓至2倍得到的輸出電壓Vo(＝2Vi)。
接著，對構成3倍升壓型的電荷泵電路的方法，參照圖3詳細進行說明。圖3，是表示3倍升壓時的一連接示例的圖。
如本圖第1例的虛線所示，在實現3倍升壓時，外部端子T5與外部端子T6之間，電荷轉送用電容器C1被外部連接，外部端子T7與外部端子T8之間，電荷轉送用電容器C2被外部連接，另外，升壓倍率切換端子Tex上，外部連接著輸入端子Ti、外部端子T1、及外部端子T3。
由上述結構構成的電荷泵電路中，首先，形成外部端子T5(電容器C1的一端)經開關S5連接至輸入端子Ti，外部端子T6經開關S6連接至接地端子Tg，同時，外部端子T7(電容器C2的一端)經開關S7以及開關S3連接至輸入端子Ti，外部端子T8(電容器C2的另一端)經開關S8連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第1狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T5和外部端子T7上被分別施加輸入電壓Vi，外部端子T6和外部端子T8上被分別施加接地電壓GND。因此，電容器C1和電容器C2，被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。
電容器C1和電容器C2的充電結束后，這次，形成外部端子T6經開關S6連接至輸入端子Ti，外部端子T5經開關S5及開關S8連接至外部端子T8，再有，外部端子T7經開關S7連接至輸出端子To的狀態(tài)(第2狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T6，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C1及電容器C2的兩端間，由于分別通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此外部端子T6的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T7的電位也被拉升至3Vi(輸入電壓Vi+電容器C1的充電電壓Vi+電容器C2的充電電壓Vi)。此時，外部端子T7，由于經開關S7及輸出用電容器Co接地，因此輸出用電容器Co，被充電直到其兩端電位差基本達到3Vi。
這樣，本實施方式的電荷泵電路中，通過開關S1～S8的周期性的開關控制，交替重復上述第1、第2狀態(tài)，實施電容器C1和電容器C2的充放電。結果，從輸出端子To，引出將輸入電壓Vi正升壓至3倍得到的輸出電壓Vo(＝3Vi)。
另外，如本圖第2例的虛線所示，在實現3倍升壓時也可構成為，外部端子T2與外部端子T3之間，外部連接電荷轉送用電容器C1、外部端子T7與外部端子T8之間外部連接電荷轉送用電容器C2，升壓倍率切換端子Tex上，外部連接輸入端子Ti、外部端子T1、以及外部端子T5。
由上述結構構成的電荷泵電路中，首先，形成外部端子T3(電容器C1的一端)經開關S3連接至輸入端子Ti，外部端子T2(電容器C1的另一端)經開關S2連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第1狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T3上被施加輸入電壓Vi，外部端子T2上被施加接地電壓GND。因此，電容器C1，被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。
電容器C1充電結束后，這次，形成外部端子T2經開關S2連接至輸入端子Ti，外部端子T3經開關S3及開關S7連接至外部端子T7(電容器C2的一端)，再有，外部端子T8(電容器C2的另一端)經開關S8連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第2狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T2，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C1的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此外部端子T2的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T3的電位也被拉升至2Vi(輸入電壓Vi+電容器C1的充電電壓Vi)。此時，外部端子T3，由于經開關S3、開關S7、電容器C2及開關S8，連接至接地端子Tg，因此電容器C2，被充電直到其兩端電位差基本達到2Vi。
電容器C2的充電結束后，這次，開關S1～S8再次返回第1狀態(tài)，形成外部端子T8經開關S8及開關S5連接至輸入端子Ti，外部端子T7經開關S7連接至輸出端子To的狀態(tài)。通過這種開關控制，外部端子T8，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C2的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi的2倍(2Vin)幾乎相等的電位差，因此外部端子T8的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T7的電位也被拉升至3Vi(輸入電壓Vi+電容器C2的充電電壓2Vi)。此時，外部端子T7，由于經開關S7及輸出用電容器Co接地，因此輸出用電容器Co，被充電直到其兩端電位差基本達到3Vi。
這樣，本實施方式的電荷泵電路中，通過開關S1～S8的周期性的開關控制，交替重復上述第1、第2狀態(tài)，實施電容器C1和電容器C2的充放電。結果，從輸出端子To，引出將輸入電壓Vi正升壓至3倍得到的輸出電壓Vo(＝3Vi)。
接著，對構成4倍升壓型的電荷泵電路的方法，參照圖4進行詳細說明。圖4為表示4倍升壓時的一個連接示例的圖。
如本圖的虛線所示，在實現4倍升壓時，外部端子T2與外部端子T3之間，電荷轉送用電容器C1被外部連接，外部端子T5與外部端子T6之間，電荷轉送用電容器C2被外部連接，外部端子T7與外部端子T8之間，電荷轉送用電容器C3被外部連接，另外，升壓倍率切換端子Tex上，外部連接著輸入端子Ti、以及外部端子T1。
由上述結構構成的電荷泵電路中，首先，形成外部端子T3(電容器C1的一端)經開關S3連接至輸入端子Ti，外部端子T2(電容器C1的另一端)經開關S2連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第1狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T3上被施加輸入電壓Vi，外部端子T2上被施加接地電壓GND。因此，電容器C1，被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。
電容器C1的充電結束后，這次，形成外部端子T2經開關S2連接至輸入端子Ti，外部端子T3經開關S3及開關S7連接至外部端子T7(電容器C3的一端)，再有，外部端子T8(電容器C3的另一端)經開關S8連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第2狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T2，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C1的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此外部端子T2的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T3的電位也被拉升至2Vi(輸入電壓Vi+電容器C1的充電電壓Vi)。此時，外部端子T3，由于經開關S3、開關S7、電容器C3及開關S8，連接至接地端子Tg，因此電容器C3，被充電直到其兩端電位差基本達到2Vi。
另外，上述第2狀態(tài)中，形成外部端子T5(電容器C2的一端)經開關S5與輸入端子Ti連接，外部端子T6(電容器C2的另一端)經開關S6與接地端子Tg連接的狀態(tài)。通過這種開關控制，外部端子T5上被施加輸入電壓Vi，外部端子T6上被施加接地電壓GND。因此，電容器C2，被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。
電容器C2和電容器C3的充電結束后，開關S1～S8再次返回第1狀態(tài)，形成外部端子T6經開關S6連接至輸入端子Ti，外部端子T5經開關S5及開關S8連接至外部端子T8，再有，外部端子T7經開關S7連接至輸出端子To的狀態(tài)。通過這種開關控制，外部端子T6，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C2的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，另外，電容器C3的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi的2倍幾乎相等的電位差，因此外部端子T6的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T7的電位也被拉升至4Vi(輸入電壓Vi+電容器C2的充電電壓Vi+電容器C3的充電電壓2Vi)。此時，外部端子T7，由于經開關S7及輸出用電容器Co接地，因此輸出用電容器Co，被充電直到其兩端電位差基本達到4Vi。
這樣，本實施方式的電荷泵電路中，通過開關S1～S8的周期性的開關控制，交替重復上述第1、第2狀態(tài)，實施電容器C1～C3的充放電。結果，從輸出端子To，引出將輸入電壓Vi正升壓至2倍得到的輸出電壓Vo(＝4Vi)。
接著，對構成5倍升壓型的電荷泵電路的方法，參照圖5進行詳細說明。圖5為表示5倍升壓時的一個連接示例的圖。
如本圖的虛線所示，在實現5倍升壓時，外部端子T2與外部端子T3之間，電荷轉送用電容器C1被外部連接，外部端子T5與外部端子T6之間，電荷轉送用電容器C2被外部連接，外部端子T7與外部端子T8之間，電荷轉送用電容器C3被外部連接，另外，升壓倍率切換端子Tex上，外部連接著外部端子T3。
由上述結構構成的電荷泵電路中，首先，形成外部端子T3(電容器C1的一端)經開關S3連接至輸入端子Ti，外部端子T2(電容器C1的另一端)經開關S2連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第1狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T3上被施加輸入電壓Vi，外部端子T2上被施加接地電壓GND。因此，電容器C1，被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。
電容器C1的充電結束后，這次，形成外部端子T2經開關S2連接至輸入端子Ti，外部端子T3經開關S3及開關S7連接至外部端子T7(電容器C3的一端)，再有，外部端子T8(電容器C3的另一端)經開關S8連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第2狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T2，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C1的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此外部端子T2的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T3的電位也被拉升至2Vi(輸入電壓Vi+電容器C1的充電電壓Vi)。此時，外部端子T3，由于經開關S3、開關S7、電容器C3及開關S8，連接至接地端子Tg，因此電容器C3，被充電直到其兩端電位差基本達到2Vi。
另外，上述第2狀態(tài)中，形成外部端子T5(電容器C2的一端)經開關S5與外部端子T3連接，外部端子T6(電容器C2的另一端)經開關S6與接地端子Tg連接的狀態(tài)。即，外部端子T3，除了經由電容器C3的路線，還通過經由電容器C2的路線連接至接地端子Tg。因此，電容器C2，也與電容器C3同樣，被充電直到其兩端電位差基本達到2Vi。
電容器C2和電容器C3的充電結束后，開關S1～S8再次返回第1狀態(tài)，形成外部端子T6經開關S6連接至輸入端子Ti，外部端子T5經開關S5及開關S8連接至外部端子T8，再有，外部端子T7經開關S7連接至輸出端子To的狀態(tài)。通過這種開關控制，外部端子T6，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C2和電容器C3的兩端間，由于分別通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi的2倍幾乎相等的電位差，因此外部端子T6的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T7的電位也被拉升至5Vi(輸入電壓Vi+電容器C2的充電電壓2Vi+電容器C3的充電電壓2Vi)。此時，外部端子T7，由于經開關S7及輸出用電容器Co接地，因此輸出用電容器Co，被充電直到其兩端電位差基本達到5Vi。
這樣，本實施方式的電荷泵電路中，通過開關S1～S8的周期性的開關控制，交替重復上述第1、第2狀態(tài)，實施電容器C1～C3的充放電。結果，從輸出端子To，引出將輸入電壓Vi正升壓至5倍得到的輸出電壓Vo(＝5Vi)。
接著，對構成6倍升壓型的電荷泵電路的方法，參照圖6進行詳細說明。圖6為表示6倍升壓時的一個連接示例的圖。
如本圖的虛線所示，在實現6倍升壓時，外部端子T1與外部端子T2之間，電荷轉送用電容器C1被外部連接，外部端子T3與外部端子T4之間，電荷轉送用電容器C2被外部連接，外部端子T5與外部端子T6之間，電荷轉送用電容器C3被外部連接，外部端子T7與外部端子T8之間，電荷轉送用電容器C4被外部連接，另外，升壓倍率切換端子Tex上，外部連接著外部端子T1。
由上述結構構成的電荷泵電路中，首先，形成外部端子T1(電容器C1的一端)經開關S1連接至輸入端子Ti，外部端子T2(電容器C1的另一端)經開關S2連接至接地端子Tg，同時，外部端子T3(電容器C2的一端)經開關S3連接至輸入端子Ti，外部端子T4(電容器C2的另一端)經開關S4連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第1狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T1與外部端子T3上被分別施加輸入電壓Vi，外部端子T2與外部端子T4上分別被施加接地電壓GND。因此，電容器C1和電容器C2，被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。
電容器C1和電容器C2的充電結束后，這次，形成外部端子T2經開關S2連接至輸入端子Ti，外部端子T1經開關S5連接至外部端子T5(電容器C3的一端)，再有，外部端子T6(電容器C3的另一端)經開關S6連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第2狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T2，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C1的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此外部端子T2的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T1的電位也被拉升至2Vi(輸入電壓Vi+電容器C1的充電電壓Vi)。此時，外部端子T1，由于經開關S5、電容器C3及開關S6，連接至接地端子Tg，因此電容器C3，被充電直到其兩端電位差基本達到2Vi。
另外，上述第2狀態(tài)中，形成外部端子T1經開關S1及開關S4還與外部端子T4連接的狀態(tài)。通過這種開關控制，外部端子T4，被從接地電壓GND拉升至外部端子T1的施加電壓(2Vi)。這里，電容器C2的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此外部端子T4的電位被拉升至2Vi后，與此相伴，外部端子T3的電位也被拉升至3Vi(輸入電壓Vi+電容器C1的充電電壓Vi+電容器C2的充電電壓Vi)。此時，外部端子T3，由于經開關S3、開關S7、電容器C3及開關S8，連接至接地端子Tg，因此電容器C4，被充電直到其兩端電位差基本達到3Vi。
電容器C3和電容器C4的充電結束后，開關S1～S8再次返回第1狀態(tài)，形成外部端子T6經開關S6連接至輸入端子Ti，外部端子T5經開關S5及開關S8連接至外部端子T8，再有，外部端子T7經開關S7連接至輸出端子To的狀態(tài)。通過這種開關控制，外部端子T6，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C3的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi的2倍幾乎相等的電位差，電容器C4的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi的3倍幾乎相等的電位差，因此外部端子T6的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T7的電位也被拉升至6Vi(輸入電壓Vi+電容器C2的充電電壓2Vi+電容器C3的充電電壓3Vi)。此時，外部端子T7，由于經開關S7及輸出用電容器Co接地，因此輸出用電容器Co，被充電直到其兩端電位差基本達到6Vi。
這樣，本實施方式的電荷泵電路中，通過開關S1～S8的周期性的開關控制，交替重復上述第1、第2狀態(tài)，實施電容器C1～C4的充放電。結果，從輸出端子To，引出將輸入電壓Vi正升壓至6倍得到的輸出電壓Vo(＝6Vi)。
接著，對構成7倍升壓型的電荷泵電路的方法，參照圖7進行詳細說明。圖7為表示7倍升壓時的一個連接示例的圖。
如本圖的虛線所示，在實現7倍升壓時，外部端子T1與外部端子T2之間，電荷轉送用電容器C1被外部連接，外部端子T3與外部端子T4之間，電荷轉送用電容器C2被外部連接，外部端子T5與外部端子T6之間，電荷轉送用電容器C3被外部連接，外部端子T7與外部端子T8之間，電荷轉送用電容器C4被外部連接，另外，升壓倍率切換端子Tex上，外部連接著外部端子T3。
由上述結構構成的電荷泵電路中，首先，形成外部端子T1(電容器C1的一端)經開關S1連接至輸入端子Ti，外部端子T2(電容器C1的另一端)經開關S2連接至接地端子Tg，同時，外部端子T3(電容器C2的一端)經開關S3連接至輸入端子Ti，外部端子T4(電容器C2的另一端)經開關S4連接至接地端子Tg的狀態(tài)(第1狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T1與外部端子T3上被分別施加輸入電壓Vi，外部端子T2與外部端子T4上分別被施加接地電壓GND。因此，電容器C1和電容器C2，被充電直到其兩端電位差基本達到輸入電壓Vi。
電容器C1和電容器C2的充電結束后，這次，形成外部端子T2經開關S2連接至輸入端子Ti，外部端子T1經開關S1及開關S4連接至外部端子T4的狀態(tài)(第2狀態(tài))。通過這種開關控制，外部端子T4，被從接地電壓GND拉升至外部端子T1的施加(2Vi)。這里，電容器C2的兩端間，由于通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi幾乎相等的電位差，因此外部端子T4的電位被拉升至2Vi后，與此相伴，外部端子T3的電位也被拉升至3Vi(輸入電壓Vi+電容器C1的充電電壓Vi+電容器C2的充電電壓Vi)。此時，外部端子T3，由于經開關S5、電容器C3及開關S6，連接至接地端子Tg，因此電容器C3，被充電直到其兩端電位差基本達到3Vi。
另外，上述第2狀態(tài)中，形成外部端子T3經開關S3及開關S7與外部端子T7連接(電容器C4的一端)，形成外部端子T8(電容器C4的另一端)經開關S8與接地端子Tg連接的狀態(tài)。即，外部端子T3，除了經由電容器C3的路線，還通過經由電容器C4的路線連接至接地端子Tg。因此，電容器C4，也與電容器C3同樣，被充電直到其兩端電位差基本達到3Vi。
電容器C3和電容器C4的充電結束后，開關S1～S8再次返回第1狀態(tài)，形成外部端子T6經開關S6連接至輸入端子Ti，外部端子T5經開關S5及開關S8連接至外部端子T8，再有，外部端子T7經開關S7連接至輸出端子To的狀態(tài)。通過這種開關控制，外部端子T6，被從接地電壓GND拉升至輸入電壓Vi。這里，電容器C3和電容器C4的兩端間，由于分別通過之前的充電被提供與輸入電壓Vi的3倍幾乎相等的電位差，因此外部端子T6的電位被拉升至輸入電壓Vi后，與此相伴，外部端子T7的電位也被拉升至7Vi(輸入電壓Vi+電容器C2的充電電壓3Vi+電容器C3的充電電壓3Vi)。此時，外部端子T7，由于經開關S7及輸出用電容器Co接地，因此輸出用電容器Co，被充電直到其兩端電位差基本達到7Vi。
這樣，本實施方式的電荷泵電路中，通過開關S1～S8的周期性的開關控制，交替重復上述第1、第2狀態(tài)，實施電容器C1～C4的充放電。結果，從輸出端子To，引出將輸入電壓Vi正升壓至7倍得到的輸出電壓Vo(＝7Vi)。
如以上所說明的那樣，由于根據本實施方式的半導體集成電路裝置，通過適當變更升壓倍率切換端子Tex的外部連接目的地、以及、外部端子T1～T8間的電荷轉送用電容器的連接數目及連接位置，能夠任意重組其內部的電路結構，因此能夠將用它構成的電荷泵電路的升壓倍率任意設定在2倍～7倍的范圍內。
因此，由于對于用戶來說，即使構成不同的升壓倍率的電荷泵電路時，也只需要獲取該半導體集成電路裝置，因此該選擇不會出現錯誤。另外，對于半導體集成電路裝置的制造商而言，只要準備出該半導體集成電路裝置即可，由于不需要兼顧大范圍的用戶需求，因此能夠將以前的對各個升壓倍率準備的半導體集成電路裝置的生產一元化，能夠提高其生產效率。
另外，雖然作為升壓倍率的切換手段，考慮了將用于重組裝置內部的電路結構的開關群集成化于半導體集成電路裝置，和將用于引出不同的輸出電壓的輸出端子設置多個的結構，但這些結構中，由于電路規(guī)模和外部端子數目明顯增大，因此從避免這一缺點的觀點出發(fā)，只新設置1個升壓倍率切換端子Tex即可的本實施方式的結構更加理想。
圖8是表示搭載本發(fā)明的電荷泵電路的攜帶機器(例如，帶照相功能的手機終端)的一個實施方式的方框圖。
如本圖所示，本實施方式的移動機器，具有電荷泵電路1；用于基于電荷泵電路1的輸出電壓Vo生成所期望的調整電壓Vreg的調整電路2；使用CCD[Charge Coupled Devices]等的攝像裝置3；對由攝像裝置3獲得的數字信號進行運算處理的DSP[Digital Signal Processor]4；鋰電池等的直流電壓源5。另外，雖然沒有圖示，但具有作為手機終端的通信電路和顯示電路等。
電荷泵電路1，是將來自直流電壓源5的輸入電壓Vi升壓來生成所希望的輸出電壓Vo，并將此作為負載裝置的動作電壓供給的機構。另外，本實施方式的情況，輸出電壓Vo被提供給攝像裝置3的接口電路31和DSP4的接口電路41。不過這也只是示例，輸出電壓Vo的供給對象并不限定于此。
另外，作為動作電壓，需要與輸出電壓Vo不同的電壓的負載裝置，例如DPS4的模擬/數字變換器42中，由調整電路2提供調整電壓Vreg。
另外，上述實施方式中，雖然以可構成2倍～7倍正升壓型的電荷泵電路的半導體集成電路裝置為例進行的說明，但本發(fā)明的結構并不限定于此，在不脫離發(fā)明主旨的范圍內可以作出各種變更。
即，若用更加上位的概念來表現，則本發(fā)明的半導體集成電路裝置，具有被施加輸入電壓的輸入端子；用于導出輸出電壓的輸出端子；被施加接地電壓的接地端子；用于外接電荷轉送用電容器的多個外部端子；以及，對應各個外部端子設置的多個電荷轉送用開關，所述多個電荷轉送用開關，分別具有與對應的外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，并且多個選擇端之一，是可與所述輸入端子及所述多個外部端子的至少任意一個連接的升壓倍率切換端子，其余的選擇端，分別被與所述輸入端子、所述輸出端子、所述接地端子、以及自身以外的選擇端之一連接。
這樣，本發(fā)明的本質在于，具有用于切換升壓倍率的升壓倍率切換端子而成，通過適當變更其外部的連接目的地，可以任意重組裝置內部的電路結構。因此，例如，即使用于外接電荷轉送用電容器的外部端子和電荷轉送用開關的個數、甚至其內部連接關系與上述實施方式不同，這也不過是用于適當變更升壓倍率的可變范圍和升壓極性(正升壓、負升壓)的微小差別，可以說由該結構構成的半導體集成電路裝置，屬于本發(fā)明的技術范圍。
另外，關于本發(fā)明的效果，通過本發(fā)明，能夠提供一種可在構成不同的升壓倍率的電荷泵電路時通用的半導體集成電路裝置、以及、使用它的電荷泵電路及電器。
另外，關于本發(fā)明的產業(yè)上的利用可能性，本發(fā)明，是可用于提高電荷泵方式的電源裝置中使用的半導體集成電路裝置的通用性的技術。
雖然對本發(fā)明通過上述優(yōu)選實施方式進行了說明，但本領域的技術人員，可以對本發(fā)明作出與上述說明不同的各種變更并導出各種實施方式。因此，在本發(fā)明的主旨和范圍內，通過附加的權利要求覆蓋本發(fā)明的所有變形。
權利要求
1.一種半導體集成電路裝置，其中，具有輸入端子，施加輸入電壓；輸出端子，用于導出輸出電壓；接地端子，施加接地電壓；第1～第8外部端子，用于外接電荷轉送用電容器；第1～第8電荷轉送用開關，對應第1～第8外部端子設置；以及，升壓倍率切換端子，與所述各個端子不同地用于切換升壓倍率，第1～第8電荷轉送用開關，分別具有與對應的外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，第1電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與第4電荷轉送用開關的一選擇端連接，第2電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與所述接地端子連接，第3電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與第7電荷轉送用開關的一選擇端連接，第4電荷轉送用開關，另一選擇端與所述接地端子連接，第5電荷轉送用開關，一選擇端與所述升壓倍率切換端子連接，另一選擇端與第8電荷轉送用開關的一選擇端連接，第6電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與所述接地端子連接，第7電荷轉送用開關，另一選擇端與所述輸出端子連接，第8電荷轉送用開關，另一選擇端與所述接地端子連接，對第1、第3、第6、第8的電荷轉送用開關的線路切換控制、和對第2、第4、第5、第7的電荷轉送用開關的線路切換控制，其相位互為相反相位。
2.一種電荷泵電路，具有半導體集成電路裝置、至少一個電荷轉送用電容器、以及至少一個輸出用電容器，其中，所述半導體集成電路裝置，具有輸入端子，施加輸入電壓；輸出端子，用于導出輸出電壓；接地端子，施加接地電壓；第1～第8外部端子，用于外接所述電荷轉送用電容器；第1～第8電荷轉送用開關，對應第1～第8外部端子設置；以及，升壓倍率切換端子，與所述各個端子不同地用于切換升壓倍率，第1～第8電荷轉送用開關，分別具有與對應的外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，第1電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與第4電荷轉送用開關的一選擇端連接，第2電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與所述接地端子連接，第3電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與第7電荷轉送用開關的一選擇端連接，第4電荷轉送用開關，另一選擇端與所述接地端子連接，第5電荷轉送用開關，一選擇端與所述升壓倍率切換端子連接，另一選擇端與第8電荷轉送用開關的一選擇端連接，第6電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與所述接地端子連接，第7電荷轉送用開關，另一選擇端與所述輸出端子連接，第8電荷轉送用開關，另一選擇端與所述接地端子連接，對第1、第3、第6、第8的電荷轉送用開關的線路切換控制、和對第2、第4、第5、第7的電荷轉送用開關的線路切換控制，其相位互為相反相位，所述電荷泵電路，通過周期性地開關第1～第8電荷轉送用開關，使所述電荷轉送用電容器充電放電，來基于輸入電壓生成所希望的輸出電壓。
3.根據權利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于第7、第8兩個外部端子之間，外部連接有第1電荷轉送用電容器，所述升壓倍率切換端子上，外部連接有所述輸入端子、第1外部端子、第3外部端子、及第5外部端子，將輸入電壓升壓2倍后生成輸出電壓。
4.根據權利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于第5、第6兩個外部端子之間，外部連接有第1電荷轉送用電容器，第7、第8兩個外部端子之間，外部連接有第2電荷轉送用電容器，另外，所述升壓倍率切換端子上，外部連接有所述輸入端子、第1外部端子、以及第3外部端子，將輸入電壓升壓3倍后生成輸出電壓。
5.根據權利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于第2、第3兩個外部端子之間，外部連接有第1電荷轉送用電容器，第7、第8兩個外部端子之間，外部連接有第2電荷轉送用電容器，另外，所述升壓倍率切換端子上，外部連接有所述輸入端子、第1外部端子、以及第5外部端子，將輸入電壓升壓3倍后生成輸出電壓。
6.根據權利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于第2、第3兩個外部端子之間，外部連接有第1電荷轉送用電容器，第5、第6兩個外部端子之間，外部連接有第2電荷轉送用電容器，第7、第8兩個外部端子之間，外部連接有第3電荷轉送用電容器，另外，所述升壓倍率切換端子上，外部連接有所述輸入端子、以及第1外部端子，將輸入電壓升壓4倍后生成輸出電壓。
7.根據權利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于第2、第3兩個外部端子之間，外部連接有第1電荷轉送用電容器，第5、第6兩個外部端子之間，外部連接有第2電荷轉送用電容器，第7、第8兩個外部端子之間，外部連接有第3電荷轉送用電容器，另外，所述升壓倍率切換端子上，外部連接有第3外部端子，將輸入電壓升壓5倍后生成輸出電壓。
8.根據權利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于第1、第2兩個外部端子之間，外部連接有第1電荷轉送用電容器，第3、第4兩個外部端子之間，外部連接有第2電荷轉送用電容器，第5、第6兩個外部端子之間，外部連接有第3電荷轉送用電容器，第7、第8兩個外部端子之間，外部連接有第4電荷轉送用電容器，另外，所述升壓倍率切換端子上，外部連接有第1外部端子，將輸入電壓升壓6倍后生成輸出電壓。
9.根據權利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于第1、第2兩個外部端子之間，外部連接有第1電荷轉送用電容器，第3、第4兩個外部端子之間，外部連接有第2電荷轉送用電容器，第5、第6兩個外部端子之間，外部連接有第3電荷轉送用電容器，第7、第8兩個外部端子之間，外部連接有第4電荷轉送用電容器，另外，所述升壓倍率切換端子上，外部連接有第3外部端子，將輸入電壓升壓7倍后生成輸出電壓。
10.一種電器，具有生成輸入電壓的直流電壓源、基于所述輸入電壓生成所希望的輸出電壓的電荷泵電路、被供給所述輸出電壓作為其動作電壓的負載裝置，其中，所述電荷泵電路，具有半導體集成電路裝置、至少一個電荷轉送用電容器、以及至少一個輸出用電容器，所述半導體集成電路裝置，具有輸入端子，施加輸入電壓；輸出端子，用于導出輸出電壓；接地端子，施加接地電壓；第1～第8外部端子，用于外接所述電荷轉送用電容器；第1～第8電荷轉送用開關，對應第1～第8外部端子設置；以及，升壓倍率切換端子，與所述各個端子不同地用于切換升壓倍率，第1～第8電荷轉送用開關，分別具有與對應的外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，第1電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與第4電荷轉送用開關的一選擇端連接，第2電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與所述接地端子連接，第3電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與第7電荷轉送用開關的一選擇端連接，第4電荷轉送用開關，另一選擇端與所述接地端子連接，第5電荷轉送用開關，一選擇端與所述升壓倍率切換端子連接，另一選擇端與第8電荷轉送用開關的一選擇端連接，第6電荷轉送用開關，一選擇端與所述輸入端子連接，另一選擇端與所述接地端子連接，第7電荷轉送用開關，另一選擇端與所述輸出端子連接，第8電荷轉送用開關，另一選擇端與所述接地端子連接，對第1、第3、第6、第8的電荷轉送用開關的線路切換控制、和對第2、第4、第5、第7的電荷轉送用開關的線路切換控制，其相位互為相反相位，所述電荷泵電路，通過周期性地開關第1～第8電荷轉送用開關，使所述電荷轉送用電容器充電放電，來基于輸入電壓生成所希望的輸出電壓。
11.一種半導體集成電路裝置，其中，具有輸入端子，施加輸入電壓；輸出端子，用于導出輸出電壓；接地端子，施加接地電壓；多個外部端子，用于外接電荷轉送用電容器；以及，多個電荷轉送用開關，對應各個外部端子設置，所述多個電荷轉送用開關，分別具有與對應的外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，多個選擇端之一，是可與所述輸入端子及所述多個外部端子的至少任意一個外部連接的升壓倍率切換端子，其余的選擇端，分別被與所述輸入端子、所述輸出端子、所述接地端子、以及自身以外的選擇端之一連接。
12.一種電荷泵電路，具有半導體集成電路裝置、至少一個電荷轉送用電容器、以及至少一個輸出用電容器，其中，所述半導體集成電路裝置，具有輸入端子，施加輸入電壓；輸出端子，用于導出輸出電壓；接地端子，施加接地電壓；多個外部端子，用于外接電荷轉送用電容器；以及，多個電荷轉送用開關，對應各個外部端子設置，所述多個電荷轉送用開關，分別具有與對應的外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，多個選擇端之一，是可與所述輸入端子及所述多個外部端子的至少任意一個外部連接的升壓倍率切換端子，其余的選擇端，分別被與所述輸入端子、所述輸出端子、所述接地端子、以及自身以外的選擇端之一連接，所述電荷泵電路，通過周期性地開關所述多個電荷轉送用開關，使所述電荷轉送用電容器充電放電，來基于輸入電壓生成所希望的輸出電壓。
13.一種電器，具有生成輸入電壓的直流電壓源、基于所述輸入電壓生成所希望的輸出電壓的電荷泵電路、被供給所述輸出電壓作為其動作電壓的負載裝置，其中，所述電荷泵電路，具有半導體集成電路裝置、至少一個電荷轉送用電容器、以及至少一個輸出用電容器，所述半導體集成電路裝置，具有輸入端子，施加輸入電壓；輸出端子，用于導出輸出電壓；接地端子，施加接地電壓；多個外部端子，用于外接電荷轉送用電容器；以及，多個電荷轉送用開關，對應各個外部端子設置，所述多個電荷轉送用開關，分別具有與對應的外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，多個選擇端之一，是可與所述輸入端子及所述多個外部端子的至少任意一個外部連接的升壓倍率切換端子，其余的選擇端，分別被與所述輸入端子、所述輸出端子、所述接地端子、以及自身以外的選擇端之一連接，所述電荷泵電路，通過周期性地開關所述多個電荷轉送用開關，使所述電荷轉送用電容器充電放電，來基于輸入電壓生成所希望的輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明的半導體集成電路裝置，除了具有輸入端子、輸出端子、接地端子、多個外部端子、以及多個電荷轉送用開關之外，具有升壓倍率切換端子而成，多個電荷轉送用開關，分別具有與多個外部端子連接的公共端、和對該公共端擇一連接的2個選擇端，并且多個選擇端之一，被與升壓倍率切換端子連接，其余的選擇端，為分別連接于輸入端子、輸出端子、接地端子以及自身以外的選擇端之一的結構。通過形成這種結構，可在構成不同的升壓倍率的電荷泵電路時通用。
文檔編號H01L27/04GK101043178SQ20071008638
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權日2006年3月22日
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