[發明專利]電荷泵裝置及電荷泵浦方法

有效

• 申請號: 201010546603.3
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN102064688A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 鄭圭榮
• 申請（專利權）人: 美格納半導體有限會社
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李春暉

相關申請的交叉引用

本申請根據35U.S.C.§119(a)的規定要求2009年11月12日提交的韓國專利申請第10-2009-109194號的優先權，為了所有目的，將其全部公開內容通過引用合并于此。

技術領域

以下描述涉及一種用于通過對輸入電壓升壓而產生升壓電壓的電荷泵電路及其電荷泵方法。

背景技術

多種半導體器件通過使用由外部供應的電壓來操作內部電路。由于在半導體器件內部所使用的電壓的種類極為多樣，因此難以從外部供應要在半導體器件內部用到的所有電壓。因此，半導體器件具備用于在半導體器件內部產生具有新電平的電壓的內部電壓產生電路。

具體言之，當從電池供應的電源電壓的電平為低的且要在半導體器件內部用到的驅動電壓高于從電池供應的電源電壓的電平時，使用電池作為電源的器件應產生高于從外部輸入的電源電壓的電壓。DC至DC轉換器產生高于輸入電壓的電壓。存在切換模式電源供應器(switching?modepower?supply，SMPS)類型的DC至DC轉換器，其使用電感器。還存在電荷泵類型的DC至DC轉換器，其使用電容器。在移動設備的一個實例中，由于電流消耗不高，故常常使用電荷泵類型的DC至DC轉換器。

圖1A及圖1B為說明電荷泵電路的示意圖，該電荷泵電路使輸入電壓升壓1.5倍且輸出升壓電壓。圖2A及圖2B為說明電荷泵電路的示意圖，該電荷泵電路使輸入電壓升壓2倍且輸出升壓電壓。

參看圖1A及圖1B，在下文中將描述輸入電壓被升壓1.5倍的實例。圖1A說明階段1的操作，其中以使得第一電容器101及第二電容器102被各自充電有1/2×VCIN的電壓的方式來對輸入電壓分壓。圖1B說明階段2的操作，其中將輸入電壓VCIN加至在第一電容器101及第二電容器102中所充電的1/2×VCIN的電壓，并且輸出1.5×VCIN的電壓作為升壓電壓AVDD。

將參看圖2A及圖2B描述輸入電壓VCIN被升壓2倍的實例。圖2A展示階段1的操作，其中第一電容器101充電有輸入電壓VCIN，使該輸入電壓VCIN與第二電容器102的電壓相加，且將總和作為升壓電壓AVDD(即，AVDD＝2×VCIN)輸出。圖2B展示階段2的操作，其中第二電容器102充電有輸入電壓VCIN，且將該輸入電壓VCIN加至第一電容器101的電壓VCIN并作為升壓電壓AVDD(AVDD＝2×VCIN)輸出。由于圖2A及圖2B的操作反復進行，輸入電壓×2(即，兩倍)的電壓作為升壓電壓AVDD輸出。

參看圖1A及圖1B以及圖2A及圖2B，在圖1A及圖1B中第一電容器101及第二電容器102充電有1/2×VCIN的電壓時，在圖2A及圖2B中第一電容器101及第二電容器102充電有電壓VCIN。換言之，第一電容器101及第二電容器102中所充電的電壓的電平基于升壓放大倍數(其也稱為“升壓模式”)而變得不同。因此，大多數常規電荷泵電路被設計為不在操作期間改變升壓模式。盡管在電荷泵電路的操作期間升壓模式被改變，但瞬時產生了大量噪聲，其可導致電荷泵電路的不穩定操作。

發明內容

在一個一般方面，提供一種電荷泵浦方法，包括：通過使用第一乘法器以第一升壓模式來對輸入電壓升壓而產生第一升壓電壓；為該升壓模式的改變做準備而改變設在電荷泵電路的內部中的至少一個電容器中所充電的電壓的電平；及通過使用第二乘法器以第二升壓模式來對該輸入電壓升壓而產生第二升壓電壓。

在該方法中，通過以該第一升壓模式來對該輸入電壓升壓而產生該第一升壓電壓可包括：使該電容器充電有第一電壓；及通過將該電容器中所充電的該第一電壓與該輸入電壓相加而產生該第一升壓電壓。

在該方法中，為該升壓模式的改變做準備而改變設在該電荷泵電路的內部中的至少一個電容器中所充電的該電壓電平可包括：將該電容器中所充電的該電壓從該第一電壓改變為第二電壓。

在該方法中，通過以該第二升壓模式來對該輸入電壓升壓而產生該第二升壓電壓可包括：使該電容器充電有該第二電壓；及通過將該電容器中所充電的該第二電壓與該輸入電壓相加而產生該第二升壓電壓。

在該方法中，通過以該第一升壓模式來對該輸入電壓升壓而產生該第一升壓電壓及通過以該第二升壓模式來對該輸入電壓升壓而產生該第二升壓電壓可反復進行。