[發明專利]充電泵電路

有效

• 申請號: 200810096347.5
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101272091A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 木村大樹;后藤賢介
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社;三洋半導體株式會社
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李香蘭

技術領域

本發明涉及充電泵電路，特別是涉及具有產生負電位的負電位產生充電泵電路和產生正電位的正電位產生充電泵電路的充電泵電路。

背景技術

一般的充電泵電路是串聯電荷傳輸MOS晶體管而構成多級泵組并對輸入電位進行升壓的電路，例如在顯示裝置的驅動電路的電源電路中廣泛使用。

在驅動電路等的LSI中，有時需要以接地電位VSS為基準的正電位和負電位。該情況下，在一個P型半導體襯底上形成產生負電位的負電位產生充電泵電路和產生正電位的正電位產生充電泵電路。

向P型半導體襯底施加由負電位產生充電泵電路產生的負電位。此外，在P型半導體襯底的表面上形成N型阱，在該N型阱中形成正電位產生充電泵電路，向N型阱施加該正電位。

在上述充電泵電路中，正電位產生充電泵電路和負電位產生充電泵電路同時開始工作，或者首先使正電位產生充電泵電路工作而產生正電位，然后使用該正電位，使負電位產生充電泵電路工作。

在專利文獻1、2中記載著充電泵電路。

【專利文獻1】日本特開2001-231249號公報

【專利文獻2】日本特開2001-286125號公報

但是，在上述充電泵電路中，有不能夠正常進行升壓的問題。用圖14說明其原因。在P型半導體襯底10的表面上形成N型阱11，在該N型阱11的中間形成正電位產生充電泵電路的電荷傳輸MOS晶體管MP。電荷傳輸MOS晶體管有多個，但在圖14中示出了輸出正電位產生充電泵電路的輸出電位HV的最終級的電荷傳輸MOS晶體管MP。經由形成在N型阱11的表面上的N+擴散層12，向N型阱11施加正電位產生充電泵電路的正的輸出電位HV。

此外，在與N型阱11鄰接的P型半導體襯底10的表面上形成有N溝道型MOS晶體管MN。該N溝道型MOS晶體管MN是例如向負電位產生充電泵電路提供時鐘的時鐘驅動器的N溝道型MOS晶體管，向其源極即N+型擴散層13施加接地電位VSS。

此外，與N溝道型MOS晶體管MN鄰接，在P型半導體襯底10的表面上形成P+型擴散層14，通過向該P+型擴散層14施加負電位產生充電泵電路的負的輸出電位LV(以接地電位VSS為基準的負的電位)，從而向P型半導體襯底10施加負的輸出電位LV。在負電位產生充電泵電路未工作的狀態下，P型半導體襯底10由于N+型擴散層13而偏壓到接近接地電位VSS。

但是，若使正電位產生充電泵電路工作，則寄生雙極型晶體管15導通，由此襯底電流在P型半導體襯底10中流動，P型半導體襯底10的電位從接地電位VSS向正電位側上升。這樣，就從P型半導體襯底10流出由N+型擴散層13所形成的寄生二極管(PN結)的正向電流。于是，該正向電流成為寄生雙極型晶體管16的基極電流I_B，寄生雙極型晶體管16導通。該狀態是由寄生雙極型晶體管15、16形成的半導體開關元件導通的狀態。

在此，寄生雙極型晶體管15的發射極是電荷傳輸MOS晶體管MP的漏極擴散層，基極是N型阱11，集電極是P型半導體襯底10。寄生雙極型晶體管16的發射極是N+型擴散層13，基極是P型半導體襯底10，集電極是N型阱11。

若上述半導體開關元件(thyristor)導通，就從正電位產生充電泵電路的輸出端(輸出電位HV)，經由N阱11和P型半導體襯底10，向接地電位VSS穩定地流動電流，因此正電位產生充電泵電路所產生的正電位降低了，不能正常進行升壓工作。此外，由于P型半導體襯底10的電位上升了，故負電位產生充電泵電路的輸出電位在不能下降到低于接地電位VSS的電位的狀態下穩定，對于負電位產生充電泵電路而言，也不能正常進行升壓工作。

發明內容

本發明的充電泵電路的特征在于，具有：正電位產生充電泵電路，其產生正電位；負電位產生充電泵電路，其產生負電位；第一導電型的半導體襯底，其被施加該負電位產生充電泵電路所產生的負電位；控制電路，其控制上述負電位產生充電泵電路和上述正電位產生充電泵電路的工作；第二導電型的阱，其形成在上述半導體襯底的表面上，并被施加上述正電位產生充電泵電路所產生的正電位；第二導電型的擴散層，其形成在上述半導體襯底的表面上；和鉗位用二極管，其對上述半導體襯底的電位進行鉗位，使得在上述正電位產生充電泵電路工作時，不從上述半導體襯底向上述擴散層流動正向電流。

根據該結構，由于在上述正電位產生充電泵電路工作時，利用上述鉗位用二極管鉗位上述半導體襯底的電位，因此，能夠防止寄生雙極型晶體管導通。