可調(diào)整輸出電壓的電荷泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種電荷泵，特別是有關(guān)于可調(diào)整輸出電壓的電荷泵，其應(yīng)用于放大輸入電壓，以供產(chǎn)生預(yù)定的輸出電壓。
【背景技術(shù)】
[0002]在筆記本電腦、平板計算機或智能型手機的任意電子裝置中，往往因內(nèi)部各工作電路而需要不同準(zhǔn)位的電壓，故多半配置有具電荷泵(charge pump)電路的集成電路，用以放大輸入電壓，以供產(chǎn)生高準(zhǔn)位的輸出電壓。
[0003]請參閱圖4所示，為現(xiàn)有電荷泵的電路示意圖(一)，由圖中所示可清楚看出，該電荷泵包括有芯片Al及包覆于芯片Al外部的封裝基板A2，且于芯片Al內(nèi)部設(shè)有頻率產(chǎn)生器Al I及九個晶體管^1?119)，又頻率產(chǎn)生器411可分別產(chǎn)生第一頻率CKl及與第一頻率CKl反相的第二頻率CK2，而第一頻率CKl及第二頻率CK2于高電壓準(zhǔn)位時為Vdd伏特，于低電壓準(zhǔn)位時為零伏特，又晶體管札?M9內(nèi)具有臨界電壓V t (threshold voltage) ο該電荷泵可應(yīng)用于電路板A3上，電路板A3包括有Vdd伏特的輸入電壓V iN、八個電容(C1-C8)及穩(wěn)壓電容Crart。
[0004]第一電容C1于充電期間時，頻率產(chǎn)生器All產(chǎn)生的第一頻率CKl與第二頻率CK2分別為低電壓準(zhǔn)位及高電壓準(zhǔn)位，使得晶體管M2、M4、M6& M8呈截止?fàn)顟B(tài)，而晶體管M 1、M3,M5、M7& M9呈導(dǎo)通狀態(tài)，此時Vdd伏特的輸入電壓V ?經(jīng)過第一晶體管M 1產(chǎn)生一臨界電壓V t的電壓降，并于第一電容C1-端形成(V DD-Vt)伏特的電壓，而第一電容(^于另端為接收到零伏特的第一頻率CK1，由此對第一電容C1充電至(VDD-Vt)伏特；
[0005]而于第一電容C1的升壓期間時，第一頻率CKl與第二頻率CK2分別為高電壓準(zhǔn)位及低電壓準(zhǔn)位，而使得晶體管Mp M3、M5、1\17及M9呈截止?fàn)顟B(tài)，而晶體管M2、M4、]/[6及|/[8呈導(dǎo)通狀態(tài)，此時第一電容C1于一端接收到Vdd伏特的第一頻率CK1，且因第一電容Cl已儲存有(vDD-vt)伏特的電壓，使得第一電容C1另端為(2VDD-Vt)伏特的電壓，以供第一電容C1S端(2VDD-Vt)的電壓經(jīng)過晶體管仏產(chǎn)生一臨界電壓Vt的電壓降，并于第二電容C2+端形成2 X (VDD-Vt)伏特的電壓，而第二電容C2于另端為接收到零伏特的第二頻率CK2，由此對第二電容C2充電至2 X (VrarVt)伏特；
[0006]則可依據(jù)上述方式得到電容C3?C 8的電壓變化，并于第九晶體管M 9的射極產(chǎn)生有9X (Nw-Nt)伏特的輸出電壓Vtjut，再經(jīng)由穩(wěn)壓電容(^的穩(wěn)壓后，輸出至電子裝置內(nèi)部的工作電路A4。
[0007]然而，如圖5所示，為現(xiàn)有電荷泵的電路示意圖(二)，由圖中所示可清楚看出，當(dāng)該電子裝置內(nèi)部工作電路A4所需的工作電壓為5X (VDD-Vt)伏特，則需在芯片Al內(nèi)部設(shè)置五個晶體管M1' M 5，并配合電路板A3上四個電容Ci?C 4以產(chǎn)生5 X (V DD_Vt)伏特的輸出電壓Vrat,亦即不同規(guī)格的芯片Al用以配合電路板A3產(chǎn)生不同的工作電壓，例如利用芯片Al內(nèi)的九個晶體管Ml?Μ9配合電路板A3上八個電容Cl?C8產(chǎn)生9 X (VDD-Vt)伏特的輸出電壓Vout，或利用芯片Al內(nèi)的五個晶體管Ml?M5配合電路板A3上四個電容C C 4產(chǎn)生5 X (VDD-Vt)伏特的輸出電壓Vrat，故單一規(guī)格的電荷泵僅可提供一種輸出電壓V—給電子裝置內(nèi)部的工作電路A4使用，若欲將該電荷泵設(shè)置于需要不同工作電壓的各種電子裝置使用時，則需改變芯片Al內(nèi)部的電路配置，并且封裝基板A2內(nèi)的配線亦須隨其改變才能應(yīng)用于各種電子裝置使用，但因各種規(guī)格的芯片Al在銷售前均須經(jīng)過集成電路認(rèn)證，其認(rèn)證范圍包括芯片Al及包覆于芯片Al外部的封裝基板A2，若芯片Al本身的電路設(shè)計，或與封裝基板A2間的配線設(shè)計不同，皆須重新認(rèn)證該集成電路，并使得需經(jīng)過多次認(rèn)證程序及作業(yè)時間，進而增加費用的支出及制造成本。
[0008]是以，如何解決現(xiàn)有的問題與缺失，即為從事此行業(yè)的相關(guān)廠商所亟欲研宄改善的方向所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明人有鑒于上述缺失，乃搜集相關(guān)資料，經(jīng)由多方評估及考慮，并以從事于此行業(yè)累積的多年經(jīng)驗，經(jīng)由不斷試作及修改，始設(shè)計出此種可調(diào)整輸出電壓的電荷泵的發(fā)明專利。
[0010]本發(fā)明提供一種可調(diào)整輸出電壓的電荷泵，包括芯片及芯片外部的封裝基板，且封裝基板為設(shè)置于預(yù)設(shè)電路板上，該電路板包括輸入電壓、(N-2)個電容及一穩(wěn)壓電容，使得預(yù)設(shè)電路板內(nèi)的(N-2)個電容儲存電壓呈持續(xù)上升的電壓變化，由此放大輸入電壓，以供產(chǎn)生輸出電壓，其中:
[0011]該芯片包括:
[0012]一頻率產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生第一頻率，以及與第一頻率反相的第二頻率；一第一頻率端，電性連接至頻率產(chǎn)生器，用以接收第一頻率；一第二頻率端，電性連接至頻率產(chǎn)生器，用以接收第二頻率；晶體管組，設(shè)有N個晶體管，N為大于或等于四，且各別于各晶體管的集極電性連接至基極，又第一晶體管至第(N-1)晶體管的射極分別依序電性連接于第二晶體管至第N晶體管的集極與基極的連接處；切換開關(guān)組，設(shè)有(N-1)個電源開關(guān)及(N-2)個電容升壓開關(guān)，并于第一電源開關(guān)至第(N-1)電源開關(guān)一端分別依序電性連接至第一晶體管至第(N-1)的集極與基極的連接處，而第一電容升壓開關(guān)至第(N-2)電容升壓開關(guān)一端分別依序電性連接至第二晶體管至第(N-1)的集極與基極的連接處；控制單元，電性連接于第一電源開關(guān)SI至第(N-1)電源開關(guān)一端，及第一電容升壓開關(guān)Ul至第(N-2)電容升壓開關(guān)一端；輸入端組，設(shè)有N個輸入端，并于第一輸入端電性連接于第一電源開關(guān)至第(N-1)電源開關(guān)另端，而第二輸入端至第(N-1)輸入端分別依序電性連接于第一電容升壓開關(guān)至第(N-2)電容升壓開關(guān)另端，再于N輸入端電性連接至第N晶體管的集極與基極的連接處；一輸出端，電性連接至第N晶體管的射極；
[0013]該封裝基板包括:
[0014]一第一頻率接腳，電性連接至第一頻率端，且第一頻率接腳分別電性連接至奇數(shù)序列的多個電容一端；一第二頻率接腳，電性連接至第二頻率端，且第二頻率接腳分別電性連接至偶數(shù)序列的多個電容一端；外接腳組，設(shè)有N個外接腳，且于第一外接腳電性連接至第一輸入端及輸入電源，而第二外接腳至第N外接腳分別依序電性連接至第二輸入端至第N輸入端，及第一電容至第(N-1)電容另端；一輸出電源接腳，電性連接至輸出端。
[0015]其中，該封裝基板的輸出電源接腳為電性連接至預(yù)設(shè)電路板的穩(wěn)壓電容一端，而穩(wěn)壓電容另端接地。
[0016]其中，該頻率產(chǎn)生器所產(chǎn)生的第一頻率及第二頻率于高電壓準(zhǔn)位與輸入電壓為相同的電壓準(zhǔn)位。
[0017]其中，該第一頻率及第二頻率于低電壓準(zhǔn)位時為零伏特。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]本發(fā)明的主要目的乃在于透過芯片內(nèi)的控制單元來調(diào)整切換開關(guān)組的中各電源開關(guān)及各電容升壓開關(guān)的開啟或關(guān)閉，以使得輸入電壓經(jīng)由預(yù)定數(shù)量晶體管的導(dǎo)通及截止，而于預(yù)定的多個電容達到升壓放大的效果，以提供工作電路所需的工作電壓，故芯片及封裝基板不需要改變其線路配置，即可產(chǎn)生預(yù)定大小的輸出電壓，由此應(yīng)用于提供各式預(yù)設(shè)電子裝置內(nèi)部工作電路所需的工作電壓，且芯片及芯片外部的封裝基板也僅需進行單一次的認(rèn)證，進而減少該芯片于販賣前的認(rèn)證程序及作業(yè)時間，并降低制造成本。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明芯片的電路示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明較佳實施例的使用狀態(tài)圖。
[0022]圖3為本發(fā)明較佳實施例的電路示意圖。
[0023]圖4為現(xiàn)有電荷泵的電路示意圖(一)。
[0024]圖5為現(xiàn)有電荷泵的電路示意圖(二)。
[0025]符號說明
[0026]1、芯片
[0027]11、頻率產(chǎn)生器
[0028]12、第一頻率端
[0029]13、第二頻率端
[0030]14、晶體管組
[0031]15、切換開關(guān)組
[0032]16、控制單元
[0033]17、輸入端組
[0034]18、輸出端
[0035]2、封裝基板
[0036]21、第一頻率接腳
[0037]22、第二頻率接腳
[0038]23、外接腳組
[0039]24、輸出電源接腳
[0040]3、電路板
[0041]31、電容組
[0042]4、工作電路
[0043]CKl、第一頻率
[0044]CK2、第二頻率
[0045]C1-C P1、電容
[0046]Cext、穩(wěn)壓電容
[004