專利名稱：電荷泵驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電荷泵驅(qū)動(dòng)電路、使用電荷泵驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體器件
以及電壓轉(zhuǎn)換方法，尤其是涉及降低用于提高或降低直流(DC)電壓 的電荷泵電路中的高頻噪聲。
背景技術(shù)：
已知Dickson型電荷泵電路是一種用于提高或降低DC電壓的電荷 泵電路。日本特開專利申請(qǐng)(JP-P2006-340436A)中公開了這樣的電荷 泵的一個(gè)示例。參考圖l，將對(duì)使用Dickson型電荷泵電路的升壓電路進(jìn) 行描述。
參考圖l，用于升壓電路的電荷泵電路包括串聯(lián)連接在電源Vi和輸 出端Vo之間的五個(gè)二極管Da至De，以及五個(gè)電容器Ca至Ce。電容器Ca 至Ce的端部(或者節(jié)點(diǎn)Nla至Nle)分別連接到二極管Da至De的陽極。 電容器Ca至Cc的另一端部經(jīng)由節(jié)點(diǎn)N2a共同連接到電荷泵驅(qū)動(dòng)電路 100A，電荷泵驅(qū)動(dòng)電路100A向電容器Ca至Cc提供時(shí)鐘4)。電容器Cb 至Cd的另一端部經(jīng)由節(jié)點(diǎn)N2b連接到電荷泵驅(qū)動(dòng)電路100B,電荷泵驅(qū) 動(dòng)電路100B向電容器Cb至Cd提供時(shí)鐘4)B。時(shí)鐘4)B與時(shí)鐘d)相位相 反。電容器Ce的另一端連接到作為第二電源的地(GND)。時(shí)鐘*是 周期性地重復(fù)高電平(H)和低電平(L)的信號(hào)。
當(dāng)時(shí)鐘4)處于低電平時(shí)，節(jié)點(diǎn)Nla和Nlc處于低電平，而節(jié)點(diǎn)Nlb 和Nld處于高電平。因此，二極管Da至Dc處于導(dǎo)電狀態(tài)，而二極管Db 至Dd處于非導(dǎo)電狀態(tài)。因而，電源Vi的源電壓Vi被充入電容器Ca中， 并且存儲(chǔ)在電容器Cb中的電荷流至電容器Cc中。
當(dāng)時(shí)鐘4)處于高電平時(shí)，節(jié)點(diǎn)Nla和Nlc處于高電平，而節(jié)點(diǎn)Nlb 和Nld處于低電平。因此，二極管Da至Dc處于非導(dǎo)電狀態(tài)，而二極管 Db至Dd處于導(dǎo)電狀態(tài)。因此，比源電壓Vi充入電容器Ca中的電壓高的 電壓被充入電容器Cb中。
如上所述，由于二極管Da至Dd的開關(guān)和由于電容器Ca至Cd的充電 及放電，在輸出端Vo出現(xiàn)是輸入電壓Vi五倍大的電壓。注意，這里未 考慮二極管中的電壓降。
上面描述的Dickson型電荷泵電路基于相位彼此相反且從電荷泵 驅(qū)動(dòng)電路100A和100B中輸出的時(shí)鐘4)和d)B來升高或降低輸入電壓 Vi。時(shí)鐘4)和4)B—般是矩形波。因此，在這些時(shí)鐘的脈沖的上升沿和 下降沿發(fā)生諧波含量，當(dāng)諧波含量流至作為開關(guān)元件的二極管Da至De 時(shí)，諧波含量被輻射為高頻噪聲，因此干擾了在電荷泵電路周圍的無 線器件(未示出)。
日本特開專利申請(qǐng)(JP-P2006-340436A)公開了一種用于降低由 于時(shí)鐘的脈沖而導(dǎo)致的這樣的亂真輻射的技術(shù)。日本特開專利申請(qǐng) (JP-P2006-340436A)中描述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路包括電容器，其通過 兩個(gè)恒流源來充電和放電；控制裝置，用于控制電容器的充電和放電 時(shí)間段；以及輸出裝置，用于將電容器的充電和放電電壓作為時(shí)鐘4) 輸出至電荷泵電路。在電荷泵驅(qū)動(dòng)電路中，控制電容器的充電和放電， 以使得時(shí)鐘4)的脈沖的上升和下降的時(shí)間段被延長。因此，有可能模 糊時(shí)鐘cl)在上升或下降時(shí)的波形，從而抑制諧波含量的出現(xiàn)。
本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到如下情況。
日本特開專利申請(qǐng)(JP-P2006-340436A)中描述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電 路需要恒流源、電容器和諸如運(yùn)算放大器的輸出裝置來模糊時(shí)鐘4)在 上升和下降時(shí)的波形，并且需要開關(guān)元件來控制電容器的充電和放電。
因此，根據(jù)日本特開專利申請(qǐng)(JP-P2006-340436A)中描述的電荷泵驅(qū) 動(dòng)電路，存在增加電路尺寸和芯片尺寸的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，電荷泵驅(qū)動(dòng)電路包括第一MOSFET (金屬氧化 物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)和第二MOSFET。第一MOSFET和第二 MOSFET的溝道類型不同，并且所述第一晶體管和所述第二晶體管被設(shè) 置以形成互補(bǔ)的逆變器電路?；パa(bǔ)的逆變器電路基于輸入至輸入端的 輸入電勢(shì)驅(qū)動(dòng)電荷泵電路。第一MOSFET的第一柵極和第二MOSFET 的第二柵極連接到輸入端，以使得在第一柵極的電勢(shì)與第二柵極的電 勢(shì)不同。
在另一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括電荷泵電路和電荷泵驅(qū)動(dòng)電 路。電荷泵驅(qū)動(dòng)電路包括第一MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體 管)和第二MOSFET。第一MOSFET和第二MOSFET的溝道類型不同， 并且所述第一晶體管和所述第二晶體管被設(shè)置以形成互補(bǔ)的逆變器電 路。互補(bǔ)的逆變器電路基于輸入至輸入端的輸入電勢(shì)驅(qū)動(dòng)電荷泵電路。 第一MOSFET的第一柵極和第二MOSFET的第二柵極連接到輸入端，以
使得在第一柵極的電勢(shì)與在第二柵極的電勢(shì)不同。
在又一實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換方法包括基于輸入至輸入端的輸入電 勢(shì)驅(qū)動(dòng)電荷泵電路。第一MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管) 的第一柵極和第二MOSFET的第二柵極連接到輸入端，以使得在第一柵 極的電勢(shì)與在第二柵極的電勢(shì)不同。第一MOSFET和第二MOSFET的溝 道類型不同，并且所述第一晶體管和所述第二晶體管被設(shè)置以形成互 補(bǔ)的逆變器電路。
在電荷泵驅(qū)動(dòng)電路、半導(dǎo)體器件和電壓轉(zhuǎn)換方法中，在抑制電路 尺寸增大的同時(shí)，能夠降低在電荷泵電路中產(chǎn)生的高頻噪聲。


根據(jù)以下結(jié)合附圖對(duì)某些優(yōu)選實(shí)施方式的描述，本發(fā)明的上述及 其他目的、優(yōu)點(diǎn)及特征將變得更加明顯，其中
圖l是使用現(xiàn)有的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路的升壓電路的電路圖； 圖2是使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路的升壓電
路的電路圖3是根據(jù)第一實(shí)施例的第一恒流源電路的電路圖； 圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的第二恒流源電路的電路圖；以及
圖5是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路的輸入電壓、電路
的晶體管的柵極上的電壓、以及從電路中輸出的時(shí)鐘之間的關(guān)系的時(shí) 序圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考說明性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)認(rèn)識(shí)到，利用本發(fā)明的教導(dǎo)，可完成許多可替換的實(shí)施例，并且本 發(fā)明不限于為說明目的而示出的實(shí)施方式。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路圖。在本實(shí)施 例中，作為半導(dǎo)體器件的電路的示例，對(duì)用于將電源電壓VDD升高至 輸出電壓的升壓電路進(jìn)行描述，該輸出電壓是電源電壓VDD的四倍。
(構(gòu)造)
參考圖2至圖4，將對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件(升壓電路)進(jìn) 行解釋。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括電荷泵驅(qū)動(dòng)電 路10A和10B以及電荷泵電路20。電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A和10B分別向電荷 泵電路20輸出時(shí)鐘4)和4)B。時(shí)鐘4)和4)B是時(shí)鐘脈沖信號(hào)，并且時(shí)鐘 4)和4)B的信號(hào)電平基于輸入電勢(shì)Vin周期性地從一個(gè)電平轉(zhuǎn)變至另一 個(gè)電平。電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10B包括與電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A相同的電路以 及連接到電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10B的輸出端的逆變器電路。電荷泵驅(qū)動(dòng)電路 10B的輸出端與下文所描述的輸出節(jié)點(diǎn)N7相對(duì)應(yīng)。為此，時(shí)鐘4)B與時(shí)
鐘4)相位相反。根據(jù)對(duì)電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A的描述，電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10B 的結(jié)構(gòu)和操作是顯而易見的。
電荷泵電路20包括四個(gè)二極管D1至D4以及電容器C1至C4。二極管 D1至D4串聯(lián)連接在輸入端43和輸出端21之間。三個(gè)電容器C1至C3各自 的一端(或者節(jié)點(diǎn)N1至N3)連接到二極管D2至D4的陽極。電容器C4 的一端連接到二極管D4的陰極，而電容器C4的另一端接地(或連接到 第二電源GND)。輸入端43連接到第一電源VDD，并且第一電源VDD 向輸入端43提供電源電勢(shì)VDD (第一電源電勢(shì))。另外，負(fù)載電路(未 示出)連接到輸出端21。電容器C1和C3的另一端經(jīng)由節(jié)點(diǎn)N5共同地連 接到電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A的輸出節(jié)點(diǎn)N7。電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A向節(jié)點(diǎn)N5 輸入時(shí)鐘4)。另外，電容器C2的另一端經(jīng)由節(jié)點(diǎn)N6連接到電荷泵驅(qū)動(dòng) 電路10B。電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10B向節(jié)點(diǎn)N6輸入時(shí)鐘4)B。
電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A包括P溝道型MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng) 效應(yīng)晶體管)30和N溝道型MOSFET 31 ?？梢詫溝道型MOSFET 30和N 溝道型MOSFET 31分別稱為第一MOSFET(或者第一晶體管)和第二 MOSFET(或者第二晶體管)。P溝道型MOSFET 30和N溝道型MOSFET 31的溝道類型不同，并且所述第一晶體管和所述第二晶體管被設(shè)置以 形成互補(bǔ)的逆變器電路?；パa(bǔ)的逆變器電路基于輸入至輸入端34的輸 入電勢(shì)Vin來驅(qū)動(dòng)電荷泵電路20。電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A還包括電阻元件 32、電阻元件33、第一電流源電路ll、第二電流源電路12、 P溝道型 MOSFET 39和N溝道型MOSFET 40?？梢詫溝道型MOSFET 39和N溝 道型MOSFET 40分別稱為P溝道型晶體管和N溝道型晶體管。可以將電 阻元件32和電阻元件33分別稱為第一電阻元件和第二電阻元件?？梢?將第一電流源電路11和第二電流源電路12稱為第一恒流源和第二恒流 源。例如，電阻元件32和電阻元件33是電阻器。P溝道型MOSFET 39 經(jīng)由終端41連接到第一電流源電路ll。N溝道型MOSFET 40經(jīng)由終端42 連接到第二電流源電路12。P溝道型MOSFET 30的漏極經(jīng)由輸出時(shí)鐘cJ)的輸出節(jié)點(diǎn)N7連接到 N溝道型MOSFET31的漏極。P溝道型MOSFET 30的源極和襯底連接到 第一電源VDD。 N溝道型MOSFET 31的源極和襯底連接到第二電源 GND。作為P溝道型MOSFET 30的柵極的第一柵極G1連接到P溝道型 MOSFET 39的漏極。作為N溝道型MOSFET 31的柵極的第二柵極G2連 接到N溝道型MOSFET 40的漏極。第一柵極G1和第二柵極G2經(jīng)由電阻 元件32和電阻元件33相連接。
電阻元件33設(shè)置在第一柵極G1和輸入端34之間。電阻元件32的一 端連接到被提供輸入電勢(shì)Vin的輸入端34，并且另一端連接到第一柵極 Gl和P溝道型MOSFET 39的漏極。電阻元件33設(shè)置在第二柵極G2和輸 入端34之間。電阻元件33的一端連接到輸入端34，并且另一端連接到 第二柵極G2和N溝道型MOSFET 40的漏極。輸入端34經(jīng)由電阻元件32 連接到第一柵極G1，并且經(jīng)由電阻元件33連接到第二柵極G2。第一柵 極G1和第二柵極G2連接到輸入端34，以使得在第一柵極G1的電勢(shì)不同 于在第二柵極G2的電勢(shì)。
P溝道型MOSFET 39的源極和襯底連接到第一電源VDD，并且P溝 道型MOSFET39的柵極經(jīng)由終端41連接到第一電流源電路11。 P溝道型 MOSFET 39作用為電流鏡電路，用于將第一電流源ll生成的電流傳輸 至第一柵極G1。
圖3是第一電流源電路11的電路圖。第一電流源電路11包括P溝道 型MOSFET 35和電阻器36。P溝道型MOSFET 35的源極和襯底連接到第 一電源VDD (或者輸入端43)，并且P溝道型MOSFET35的柵極和漏極 連接到終端41。電阻器36的一端連接到P溝道型MOSFET35的柵極和漏 極(以及連接到終端41)，并且另一端連接到第二電源GND。因此， 第一電流源電路ll作用為恒流源電路，用于產(chǎn)生與第一電源VDD提供 的電源電壓VDD成比例的電流。基于與在電源電勢(shì)VDD和接地電勢(shì) GND (第二電源電勢(shì))之間的差值VDD-GND相對(duì)應(yīng)的電源電壓VDD(第一電源電壓)，第一電流源電路11向第一柵極G1提供電流。
N溝道型MOSFET 40的源極和襯底連接到第二電源GND，并且N 溝道型MOSFET 40的柵極經(jīng)由終端42連接到第二電流源電路12。N溝道 型MOSFET 40作用為電流鏡電路，用于將由第二電流源12生成的電流 傳輸至第二柵極G2。
圖4是第二電流源電路12的電路圖。第二電流源電路12包括N溝道 型MOSFET 37和電阻器38。 N溝道型MOSFET 37的源極和襯底連接到 第二電流源GND,并且N溝道型MOSFET 37的柵極和漏極連接到終端 42。電阻器38的一端連接到N溝道型MOSFET37的柵極和漏極(以及連 接到終端42)，并且另一端連接到第一電源VDD (以及連接到輸入端 43)。因此，第二電源電路12作用為恒流源電路，用于產(chǎn)生與從第一 電源VDD提供的電源電壓VDD成比例的電流。基于與在電源電勢(shì)VDD 和接地電勢(shì)GND之間的差值GND-VDD相對(duì)應(yīng)的電源電壓VDD(第二電 源電壓)，第二電流源電路12向第二柵極G2提供電流。第一和第二電 源電壓是符號(hào)相反，而大小相同。
其他的恒流源可以被用作連接到圖3和圖4所示的終端41和終端42 的電流源電路。
(操作)
參見圖2和圖5，將對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件(升壓電路)的 操作進(jìn)行描述。圖5是示出了輸入至輸入端34的輸入電勢(shì)Vin的信號(hào)電 平的變化、在第一柵極G1的電勢(shì)VG1的信號(hào)電平的變化、在第二柵極 G2的電勢(shì)VG2的信號(hào)電平的變化、以及從輸出節(jié)點(diǎn)N7輸出的時(shí)鐘4)的 信號(hào)電平的變化的時(shí)序圖。
參見圖5，將輸入電勢(shì)Vin作為在電源電勢(shì)VDD和接地電勢(shì)GND之 間交替的時(shí)鐘脈沖波輸入至輸入端34。接地電勢(shì)GND是O[v]。
從時(shí)間0至?xí)r間T1，輸入電勢(shì)Vin等于O[v]，因而由于流經(jīng)P溝道型 MOSFET 39的電流，電勢(shì)VG1比接地電勢(shì)GND高出在電阻元件32的端 部之間的電勢(shì)差Va。電勢(shì)VG2在時(shí)間0至?xí)r間T1等于接地電勢(shì)GND。優(yōu) 選的是，當(dāng)輸入電勢(shì)Vin等于O[v]時(shí)，電勢(shì)差Va具有等于差值VDD-Vthp 的值，該差值VDD-Vthp是通過從電源電壓VDD減去P溝道型MOSFET 30的閾值電壓Vthp獲得的。在這種情況下，電勢(shì)VG1比電源電勢(shì)VDD 低閾值電壓Vthp (VG1=VDD-Vthp)。優(yōu)選的是，當(dāng)輸入電勢(shì)Vin等于 O[v](接地電勢(shì)GND)時(shí)，將電勢(shì)差Va設(shè)置為具有基于第一電源電壓 VDD-GND和閾值電壓Vthp的值。
當(dāng)輸入電勢(shì)Vin在時(shí)間Tl上升至電源電勢(shì)VDD時(shí)，在P溝道型 MOSFET 39的漏極和源極之間的電壓逐漸降低，并且電勢(shì)VG1升至電 源電勢(shì)VDD。在輸入電勢(shì)Vin升高之后，在P溝道型MOSFET 39的漏極 和源極之間流經(jīng)的電流經(jīng)由電阻元件32立即對(duì)作為輸出緩沖器的P溝 道型MOSFET30的柵極電容充電。為此，較之輸入電勢(shì)Vin的上升而言， 電勢(shì)VG1是逐漸地升至電源電勢(shì)VDD。
當(dāng)輸入電勢(shì)Vin在時(shí)間T2降至接地電勢(shì)GND (O[v])時(shí)，根據(jù)輸入 電勢(shì)Vin的下降和在漏極和源極之間流經(jīng)的電流，P溝道型MOSFET 39 的漏極和源極之間的電壓升高。另外，從時(shí)間T1至T2充電在P溝道型 MOSFET 30的柵極電容中的電荷經(jīng)由電阻元件32和輸入端34而排出。 作為從第一柵極Gl排出的電荷流的電流小于輸入電勢(shì)Vin上升期間的 電流。因此，較之電勢(shì)VGl從VDD-Vthp上升至VDD，電勢(shì)VG1是逐漸 從VDD降至VDD - Vthp 。
電勢(shì)VG2根據(jù)輸入電勢(shì)Vin的信號(hào)電平的變化而逐漸變化。更詳細(xì) 地說，當(dāng)輸入電勢(shì)Vin在時(shí)間Tl升至電源電勢(shì)VDD時(shí)，在N溝道型 MOSFET 40的漏極和源極之間的電壓升高，并且電流在漏極和源極之 間流通。在N溝道型MOSFET 40的漏極和源極之間的電流經(jīng)由電阻元件
33對(duì)作為輸出緩沖器的N溝道型MOSFET31的柵極電容充電。因?yàn)闁艠O 電容通過由于如上所述的電阻元件33而減少的電流充電，所以，較之 輸入電壓Vin的上升，電勢(shì)VG2是逐漸地上升。另外，電勢(shì)VG2上升至 電勢(shì)VDD-Vb，該電勢(shì)VDD-Vb比電源電勢(shì)VDD低在電阻元件33的兩端 之間的電勢(shì)差Vb。電勢(shì)差Vb是由于流經(jīng)N溝道型MOSFET 40的電流導(dǎo) 致的。優(yōu)選的是，當(dāng)輸入電勢(shì)Vin等于電源電勢(shì)VDD時(shí)，電勢(shì)差Vb的值 等于差值VDD-Vthn，該差值VDD-Vthn是通過從電源電壓VDD減去N溝 道型MOSFET 31的閾值電壓Vthn而獲得的。在這種情況下，較之輸入 電勢(shì)Vin的上升，電勢(shì)VG2逐漸地從0[v]升至Vthn (=VDD-Vb)。優(yōu)選 的是，當(dāng)輸入電勢(shì)Vin等于電源電勢(shì)VDD時(shí)，將電勢(shì)差Vb設(shè)置為具有基 于第二電源電壓GND-VDD和閾值電壓Vthn的值。
當(dāng)輸入電勢(shì)Vin在時(shí)間T2降至接地電勢(shì)GND (O[v])時(shí)，在N溝道 型MOSFET 40的漏極和源極之間的電壓下降，并且從時(shí)間T1至?xí)r間T2 充電在N溝道型MOSFET 30的柵極電容中的電荷經(jīng)由電阻元件33和輸 入端34而排出。因此，較之輸入電勢(shì)Vin的下降，電勢(shì)VG2是逐漸地從 Vthn降至0[v]。
如上所述，當(dāng)輸入電勢(shì)Vin降至O[v]時(shí)，電勢(shì)VG1逐漸地降至 VDD-Vthp，并且電勢(shì)VG2逐漸地降至0[v]。因此，N溝道型MOSFET31 的電阻逐漸地增大，并且N溝道型MOSFET31變?yōu)閿嚅_狀態(tài)(非導(dǎo)電狀 態(tài))。P溝道型MOSFET30的電阻逐漸減小，并且P溝道型MOSFET 30 變成接通狀態(tài)(導(dǎo)電狀態(tài))。因此，在輸出節(jié)點(diǎn)N7的電勢(shì)(時(shí)鐘d)的 電勢(shì)(或信號(hào)電平))逐漸地降至0[v]。另外，當(dāng)輸入電勢(shì)Vin升至電 源電勢(shì)VDD時(shí)，N溝道型MOSFET31的電阻逐漸地下降，并且N溝道型 MOSFET 31變成接通狀態(tài)。當(dāng)輸入電勢(shì)Vin升至電源電勢(shì)VDD時(shí)，P溝 道型MOSFET 30的電阻逐漸地增大，并且P溝道型MOSFET 30變成斷開 狀態(tài)。因此，在輸出節(jié)點(diǎn)N7的電勢(shì)(時(shí)鐘d)的電勢(shì))逐漸地升至電源 電勢(shì)VDD。因此，根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)將具有脈沖寬度T2-T1的矩形波作 為輸入電勢(shì)Vin輸入至輸入端34時(shí)，將從時(shí)間T1至?xí)r間T3延遲上升并且從時(shí)間T2至?xí)r間T4延遲下降的矩形波獲取為時(shí)鐘4)。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的緩沖器電路(其中在柵極之間沒有電勢(shì)差)將具 有逐漸上升沿和逐漸下降沿的波形的信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有急劇上升沿和急 劇下降沿的矩形信號(hào)。另一方面，在電荷泵電路10A和10B中，在作用 為用于輸出時(shí)鐘4)的緩沖器的P溝道型MOSFET 30和N溝道型MOSFET 31的柵極之間具有電勢(shì)差。為此，顯然通過P溝道型MOSFET 30和N溝 道型MOSFET31從電源VDD流至接地GND的直通電流的最大值較小， 并且直通電流是逐漸上升和下降的。此外，通過將電阻元件32的電勢(shì) 差設(shè)置為通過從電源電壓減去閾值電壓Vthp而獲得的電勢(shì)差 VDD-Vthp以及將電阻元件33的電勢(shì)差設(shè)置為通過從電源電壓減去閾 值電壓Vthn而獲得的電勢(shì)差VDD-Vthn，當(dāng)輸入至輸入端34的信號(hào)的上 升沿和下降沿是急劇的時(shí)，以及當(dāng)上升沿和下降沿是逐漸的時(shí)，電荷 泵驅(qū)動(dòng)電路10A和電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10B都能夠輸出具有逐漸上升沿和逐 漸下降沿的時(shí)鐘4)。
如上所述，電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A能夠輸出時(shí)鐘4)，以使得時(shí)鐘4)的 信號(hào)電平的轉(zhuǎn)變時(shí)間從輸入電勢(shì)Vin的信號(hào)電平的轉(zhuǎn)變時(shí)間延遲。電荷 泵驅(qū)動(dòng)電路10B能夠輸出時(shí)鐘4)B，以使得時(shí)鐘4)B的信號(hào)電平的轉(zhuǎn)變 時(shí)間從輸入電勢(shì)Vin的信號(hào)電平的轉(zhuǎn)變時(shí)間延遲。因此，可以抑制在輸 入至電荷泵電路20的時(shí)鐘4)和時(shí)鐘cl)B的上升和下降中出現(xiàn)諧波含量， 因而可以減少從二極管D1至D4輻射的高頻噪聲。
另外，與日本特開專利申請(qǐng)(JP-P2006-340436A)的情況不同， 根據(jù)本實(shí)施例的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A和10B不需要電容器和開關(guān)元件來 模糊在上升和下降時(shí)的時(shí)鐘4)和時(shí)鐘4)B的波形，因此在抑制電路尺寸 增大的同時(shí)，能夠輸出具有逐漸上升和下降沿的時(shí)鐘4)和時(shí)鐘cj)B。也 就是說，根據(jù)本實(shí)施例，通過具有小于以前尺寸的電路來抑制電荷泵 電路中在時(shí)鐘脈沖的上升和下降出現(xiàn)諧波含量。本發(fā)明顯然不限于上述實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的 情況下可以對(duì)本發(fā)明作出修改和改變。
例如，諸如MOSFET的二極管或晶體管可以被用作電阻元件32和 33的每一個(gè)，以在P溝道型MOSFET 30和N溝道型MOSFET 31的柵極之 間提供電勢(shì)差。串聯(lián)連接的多個(gè)二極管或晶體管可以被用作電阻元件 32和33的每一個(gè)。
電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A和10B可用于降壓電路。
電荷泵驅(qū)動(dòng)電路10A和10B的每一個(gè)可以只包括連接到第一柵極 Gl的恒流源ll、電阻元件32和N溝道型MOSFET 39組以及連接到第二 柵極G2的恒流源12、電阻元件33和P溝道型MOSFET40組中的一個(gè)組。
權(quán)利要求
1.一種電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，包括作為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一晶體管；以及作為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二晶體管，其中，所述第一晶體管和所述第二晶體管的溝道類型不同，并且所述第一晶體管和所述第二晶體管被設(shè)置以形成互補(bǔ)的逆變器電路；所述互補(bǔ)的逆變器電路基于輸入至輸入端的輸入電勢(shì)驅(qū)動(dòng)電荷泵電路；以及所述第一晶體管的第一柵極和所述第二晶體管的第二柵極連接到所述輸入端，以使得所述第一柵極的電勢(shì)不同于所述第二柵極的電勢(shì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，還包括 第一電阻元件，其被設(shè)置在所述第一柵極和所述輸入端之間；以及第一恒流源，其被配置以基于與第一電源電勢(shì)和第二電源電勢(shì)之 間的差值相應(yīng)的第一電源電壓向所述第一柵極提供電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，還包括 第二電阻元件，其被設(shè)置在所述第二柵極和所述輸入端之間；以及第二恒流源，其被配置以基于第二電源電壓向所述第二柵極提供 電流；其中，所述第一電源電壓和所述第二電源電壓符號(hào)相反并且大小 相同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，其中，當(dāng)所述輸入電 勢(shì)等于所述第二電源電勢(shì)時(shí)，將在所述第一電阻元件的端部之間的電 勢(shì)差設(shè)置為具有基于所述第一晶體管的閾值電壓和所述第一電源電壓 的值；以及當(dāng)所述輸入電勢(shì)等于所述第一電源電勢(shì)時(shí)，將所述第二電阻元件 的端部之間的電勢(shì)差設(shè)置為具有基于所述第二晶體管的閾值電壓和所 述第二電源電壓的值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，還包括 P溝道型晶體管，其連接到所述第一柵極和所述第一電阻元件的端部；以及N溝道型晶體管，其連接到所述第二柵極和所述第二電阻元件的 端部；其中，所述P溝道型晶體管是P溝道型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng) 晶體管；所述N溝道型晶體管是N溝道型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管；所述N溝道型晶體管用作電流鏡電路；以及 所述P溝道型晶體管用作電流鏡電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一電阻 元件和所述第二電阻元件中的每一個(gè)包括晶體管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一電阻 元件和所述第二電阻元件中的每一個(gè)包括串聯(lián)連接的多個(gè)晶體管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一電阻 元件和所述第二電阻元件中的每一個(gè)包括二極管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷泵驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一電阻 元件和所述第二電阻元件中的每一個(gè)包括串聯(lián)連接的多個(gè)二極管。
10. —種半導(dǎo)體器件，包括 電荷泵電路；以及電荷泵驅(qū)動(dòng)電路；其中，所述電荷泵驅(qū)動(dòng)電路包括作為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一晶體管；以及作為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二晶體管，所述第一晶體管和所述第二晶體管的溝道類型不同，并且所述第 一晶體管和所述第二晶體管被設(shè)置以形成互補(bǔ)的逆變器電路；所述互補(bǔ)的逆變器電路基于輸入至輸入端的輸入電勢(shì)驅(qū)動(dòng)所述電 荷泵電路；以及所述第一晶體管的第一柵極和所述第二晶體管的第二柵極連接到 所述輸入端，以使得所述第一柵極的電勢(shì)不同于所述第二柵極的電勢(shì)。
11. 一種電壓轉(zhuǎn)換方法，包括 基于輸入至輸入端的輸入電勢(shì)驅(qū)動(dòng)電荷泵電路；其中，作為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一晶體管的第一 柵極和作為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二晶體管的第二柵極 連接到所述輸入端，以使得所述第一柵極的電勢(shì)不同于所述第二柵極 的電勢(shì)；以及所述第一晶體管和所述第二晶體管的溝道類型不同，并且所述第 一晶體管和所述第二晶體管被設(shè)置以形成互補(bǔ)的逆變器電路。
全文摘要
一種電荷泵驅(qū)動(dòng)電路(10A)包括第一MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)(30)和第二MOSFET(31)。第一MOSFET和第二MOSFET的溝道類型不同并且所述第一晶體管和所述第二晶體管被設(shè)置以形成互補(bǔ)的逆變器電路?；パa(bǔ)的逆變器電路基于輸入至輸入端(34)的輸入電勢(shì)(Vin)驅(qū)動(dòng)電荷泵電路(20)。第一MOSFET的第一柵極(G1)和第二MOSFET的第二柵極(G2)連接到輸入端，以使得在第一柵極的電勢(shì)不同于在第二柵極的電勢(shì)。
文檔編號(hào)H02M3/07GK101345475SQ200810135809
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者本多悠里 申請(qǐng)人:恩益禧電子股份有限公司