[發明專利]包括具有減小的寄生電容的電容器的電壓升壓電路

無效

• 申請號: 99804815.1
• 申請日: 1999-03-30
• 公開（公告）號: CN1296630A
• 公開（公告）日: 2001-05-23
• 發明（設計）人: G·馬恩菲爾德特
• 申請（專利權）人: 阿斯特拉曾尼卡有限公司
• 主分類號: H01G4/00
• 分類號: H01G4/00;H02M3/07
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,王忠忠

本發明涉及到一種電容器結構，并涉及到一種使用了該結構的電壓升壓電路，以及該升壓電路在濾氣器，移動電話和便攜式計算機中的應用。

伴隨形成于集成電路中的電容器的普遍問題是電容器的板極與其他導線之間存在的雜散電容。希望能夠減小這種雜散電容。

相應地，本發明提供了集成電路的一種電容器結構，該結構包括一個主電容器和一個寄生電容器，包括：一個第一種導電類型的襯底；第一個介電層；部署在第一個介電層上的第一個導電層，第一個導電層形成主電容器的第一個板極和寄生電容器的第一個板極；部署在第一個導電層上的第二個介電層；以及部署在第二個介電層上的第二個導電層，第二個導電層形成主電容器的第二個板極；其特征在于，該電容器結構進一步包括部署在襯底內的一個阱，該阱是與上述第一種類型相反的第二種導電類型的，第一個介電層部署在該阱上，而該阱形成寄生電容器的第二個板極，并與襯底形成另外一個結電容器，該構造使得寄生和結電容器相互串聯，并與主電容器串聯，從而減小雜散電容。

本發明也提供了一種將電壓源升壓的方法，包括步驟：提供上述電容器結構；相對于主電容器的第二個板極對主電容器的第一個板極充電；然后相對于第一個板極對第二個板極充電，以便在第一個板極上提供升高的電壓。

本發明進一步提供一種電壓升壓電路，包括：上述電容器結構；配置成按照第一種和第二種模式工作的充電裝置；一個用于提供升高的電壓的輸出節點；其中在第一種工作模式中，主電容器的第一個板極與第一電壓相連接，主電容器的第二個板極與第二電壓相連接；而在第二種工作模式中，第一個板極與第二電壓相連接，第二板極與輸出節點相連接。

以下僅結合附圖通過舉例來描述本發明的一個較佳實施例，其中：

圖1顯示的是電壓升壓器300；

圖2a和2b顯示的是第一種電容器；

圖2c和2d顯示的是第二種電容器；和

圖3顯示的是輸出信號201。

參看圖1，圖中顯示的是電壓升壓器300。電壓升壓器300與1.5V的電源電壓Vdd相連接，并在一個輸出節點上產生3V的電壓V30。電壓升壓器300具有一個用于將輸入時鐘信號201轉換為輸出信號311,313,315和317的邏輯電路系統310。時鐘信號207顯示在圖3中。它是一個脈沖化的信號，一般較低，但具有周期為28μs(頻率為33kHz)的大約2到3μs的高脈沖。信號311和313是同步時鐘信號。信號315和317是與信號311和313反相的同步時鐘信號。時鐘信號311到317的頻率與輸入時鐘信號201相同。電路310保證信號315和317不會疊蓋信號311和313。在一個正電源電壓和電容器340的第一個板極341之間接入一個p-溝道場效應晶體管322作開關。p-溝道晶體管322的柵極接收輸出信號313。電容器340的第一個板極341也通過用作開關的n-溝道晶體管330接地。n-溝道晶體管330的柵極與信號317相連接。電容器340的第二個板極342通過用作開關的p-溝道晶體管332與正電源電壓Vdd相連接。p-溝道晶體管332的柵極與信號315相連接。電容器342的第二個板極也通過用作開關的p-溝道晶體管320與電壓升壓器300的輸出節點360相連接。p-溝道晶體管320的柵極與信號311相連接。升壓電路300的輸出節點360通過電容器350接地。輸出節點360提供輸出信號301。在工作的第一個階段，通過同步信號315和317將晶體管332和330接通。同步信號311和313將晶體管322和320同時斷開。在這個工作階段中，電容器340的第二個板極342充電到一個相對于第一個板極341的正電壓。在工作的第二個階段，同步信號315和317將晶體管332和330斷開，同步信號311和313將晶體管322和320同時接通。在這個工作階段，電容器340的第一個板極341大約升高到電壓Vdd，這使電容器340的第二個板極342的電壓升高到大約兩倍于電壓Vdd。由此晶體管320允許將電容器340的第二個板極上的升高的電壓作為升壓電路300的輸出信號310提供給輸出節點360。輸出信號301同時將電容器350充電。當這個工作階段結束并且第一個階段又一次開始時，晶體管320被斷開，從而將已經充電到升高的電壓值的電容器350隔離。從而將升高的電壓值V30連續提供給輸出節點360。