CN101043178A - 半导体集成电路装置、电荷泵电路、电器 - Google Patents

Abstract

本发明的半导体集成电路装置，除了具有输入端子、输出端子、接地端子、多个外部端子、以及多个电荷转送用开关之外，具有升压倍率切换端子而成，多个电荷转送用开关，分别具有与多个外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，并且多个选择端之一，被与升压倍率切换端子连接，其余的选择端，为分别连接于输入端子、输出端子、接地端子以及自身以外的选择端之一的结构。通过形成这种结构，可在构成不同的升压倍率的电荷泵电路时通用。

Description

半导体集成电路装置、电荷泵电路、电器

技术领域

本发明，涉及一种电荷泵电路中使用的半导体集成电路装置，特别涉及其升压倍率可变技术。

背景技术

图9，是表示电荷泵电路的一个以往示例的电路图。另外，本图的电荷泵电路100，构成为根据时钟信号(未图示)将多个电荷转送用开关101～104周期性地导通/关断，通过进行电荷转送用电容器105的充放电，基于输入电压Vi生成所期望的输出电压Vo(＝2Vi)。

对上述的正升压动作具体进行说明。生成输出电压Vo时，首先，作为充电期间，开关101、102被导通，开关103、104被关断。通过这种开关控制，电容器105的一端(A点)被施加输入电压Vi，另一端(B点)被施加接地电压GND。从而，电容器105被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。

电容器105充电完毕之后，这次作为泵期间，开关101、102关断，开关103、104导通。通过这种开关控制，B点被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器105的两端之间，通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此B点的电位被拉升至输入电压Vi后，与此同时，A点的电位也被拉升至2Vi(输入电压Vi+充电电压Vi)。此时，A点由于经开关104及输出用电容器106与接地端子连接，因此输出用电容器106，被充电直到其两端电位差几乎达到2Vi。

这样，电荷泵电路100中，通过将开关101～104周期性地导通/关断，使得上述的充电期间和泵期间交替反复，导出将输入电压Vi正升压至2倍得到的正升压电压2Vi作为其输出电压Vo。

另外，与上述电荷泵电路相关的以往技术，以往公开、提出过各种各样的方案(例如，参照特开2000-262044号公报)。

的确，只要是上述以往的电荷泵电路100，就能通过将输入电压Vi正升压来生成所希望的输出电压Vo(＝2Vi)。

然而，以往的电荷泵电路中，采用的是将上述的多个电荷转送用开关集成化为半导体集成电路装置，并对其外接电荷转送用电容器的结构，但这种半导体集成电路装置，通常来说，针对2倍升压用或3倍升压用之类的情形，实施与其升压倍率相应的专用的电路设计，用此构成电荷泵电路时的升压倍率，预先被固定设定。

因此，在构成不同的升压倍率的电荷泵电路时，用户必须适当选择与所期望的升压倍率相应的半导体集成电路装置，逐一获取这些电路装置。另外，对于半导体集成电路装置的制造商来说，也需按照用户的用途，预先全面地准备出各种各样的升压倍率的半导体集成电路装置，导致生产效率低下。

发明内容

本发明，正是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于：提供一种可以在构成不同的升压倍率的电荷泵电路时通用的半导体集成电路装置，以及使用它的电荷泵电路及电器。

本发明的半导体集成电路装置，具有：被施加输入电压的输入端子；用于导出输出电压的输出端子；被施加接地电压的接地端子；用于外接电荷转送用电容器的多个外部端子；以及，对应各个外部端子设置的多个电荷转送用开关，所述多个电荷转送用开关，分别具有：与对应的外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，多个选择端之一，是可与所述输入端子及所述多个外部端子的至少任意一个连接的升压倍率切换端子，其余的选择端，分别被与所述输入端子、所述输出端子、所述接地端子、以及自身以外的选择端之一连接。

通过参考附图结合优选实施方式的以下的详细说明，可以进一步明了本发明的其他特性、元素、步骤、优点以及特征。

附图说明

图1是表示本发明的半导体集成电路装置的一个实施方式的图。

图2是表示2倍升压时的一个连接示例的图。

图3是表示3倍升压时的一个连接示例的图。

图4是表示4倍升压时的一个连接示例的图。

图5是表示5倍升压时的一个连接示例的图。

图6是表示6倍升压时的一个连接示例的图。

图7是表示7倍升压时的一个连接示例的图。

图8是表示搭载本发明的电荷泵电路的携带机器的一个实施方式的框图。

图9是表示电荷泵电路的一个以往例的电路图。

具体实施方式

以下，以可在构成2倍升压型～7倍升压型的电荷泵电路时通用的半导体集成电路装置为例，对本发明进行详细说明。

图1为表示本发明的半导体集成电路装置的一个实施方式的图。

如本图所示，本实施方式的半导体集成电路装置，具有：被施加输入电压Vi的输入端子Ti；用于引出输出电压Vo的输出端子To；被施加接地电压GND的接地端子Tg；用于外接电荷转送用电容器(本图中未图示)的外部端子T1～T8；对应外部端子T1～T8设置的由MOSFET或双极型晶体管构成的电荷转送用开关S1～S8，此外，还具有可根据升压倍率切换连接的升压倍率切换端子Tex。

电荷转送用开关S1～S8，分别具有与对应的外部端子T1～T8连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端。

电荷转送用开关S1，一选择端与输入端子Ti连接，另一选择端与电荷转送用开关S4的一选择端连接。电荷转送用开关S2，一选择端与输入端子Ti连接，另一选择端与接地端子Tg连接。电荷转送用开关S3，一选择端与输入端子Ti连接，另一选择端与电荷转送用开关S7的一选择端连接。电荷转送用开关S4，另一选择端与接地端子Tg连接。电荷转送用开关S5，一选择端与升压倍率切换端子Tex连接，另一选择端与电荷转送用开关S8的一选择端连接。电荷转送用开关S6，一选择端与输入端子Ti连接，另一选择端与接地端子Tg连接。电荷转送用开关S7，另一选择端与输出端子To连接。电荷转送用开关S8，另一选择端与接地端子Tg连接。

另外，对电荷转送用开关S1、S3、S6、S8的线路切换控制、和对电荷转送用开关S2、S4、S5、S7的线路切换控制，其相位彼此相反。具体来说，电荷转送用开关S1、S3、S6、S8中，各个公共端与一选择端连接时，电荷转送用开关S2、S4、S5、S7中，各个公共端被与另一选择端连接。相反，电荷转送用开关S1、S3、S6、S8中，各个公共端与另一选择端连接时，电荷转送用开关S2、S4、S5、S7中，各个公共端被与一选择端连接。

由于根据上述构成下的半导体集成电路装置，通过改变升压倍率切换端子Tex的外部连接目的地、以及、外部端子T1～T8中的电荷转送用电容器的连接数目和连接位置，能够任意重组其内部的电路结构，因此能够将使用它构成的电荷泵电路的升压倍率在2倍升压～7倍升压的范围内任意设定。

以下，用本实施方式的半导体集成电路装置，对构成2倍升压型～7倍升压型的电荷泵电路的方法进行具体说明。

首先，对构成2倍升压型的电荷泵电路的方法，参照图2进行详细说明。图2为表示2倍升压时的一个连接示例的图。

如本图的虚线所示，在实现2倍升压时，外部端子T7与外部端子T8之间，电荷转送用电容器C1被外部连接，另外，升压倍率切换端子Tex上，外部连接着输入端子Ti、外部端子T1、外部端子T3以及外部端子T5。

由上述结构构成的电荷泵电路中，首先，形成外部端子T7(电容器C1的一端)经开关S7以及开关S3连接至输入端子Ti，外部端子T8(电容器C1的另一端)经开关S8连接至接地端子Tg的状态(第1状态)。通过这种开关控制，外部端子T7上被施加输入电压Vi，外部端子T8上被施加接地电压GND。因此，电容器C1，被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。另外，图中画圈的数字“1”，表示电容器C1的充电电压相当于输入电压Vi的几倍，以后的说明中也用同样的标注。

电容器C1的充电结束后，这次，形成外部端子T8经开关S8及开关S5连接至输入端子Ti，外部端子T7经开关S7连接至输出端子To的状态(第2状态)。通过这种开关控制，外部端子T8，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C1的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此外部端子T8的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T7的电位也被拉升至2Vi(输入电压Vi+电容器C1的充电电压Vi)。此时，外部端子T7，由于经开关S7及输出用电容器Co接地，因此输出用电容器Co，被充电直到其两端电位差基本达到2Vi。

这样，本实施方式的电荷泵电路中，通过开关S1～S8的周期性的开关控制，交替重复上述第1、第2状态，实施电容器C1的充放电。结果，从输出端子To，引出将输入电压Vi正升压至2倍得到的输出电压Vo(＝2Vi)。

接着，对构成3倍升压型的电荷泵电路的方法，参照图3详细进行说明。图3，是表示3倍升压时的一连接示例的图。

如本图第1例的虚线所示，在实现3倍升压时，外部端子T5与外部端子T6之间，电荷转送用电容器C1被外部连接，外部端子T7与外部端子T8之间，电荷转送用电容器C2被外部连接，另外，升压倍率切换端子Tex上，外部连接着输入端子Ti、外部端子T1、及外部端子T3。

由上述结构构成的电荷泵电路中，首先，形成外部端子T5(电容器C1的一端)经开关S5连接至输入端子Ti，外部端子T6经开关S6连接至接地端子Tg，同时，外部端子T7(电容器C2的一端)经开关S7以及开关S3连接至输入端子Ti，外部端子T8(电容器C2的另一端)经开关S8连接至接地端子Tg的状态(第1状态)。通过这种开关控制，外部端子T5和外部端子T7上被分别施加输入电压Vi，外部端子T6和外部端子T8上被分别施加接地电压GND。因此，电容器C1和电容器C2，被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。

电容器C1和电容器C2的充电结束后，这次，形成外部端子T6经开关S6连接至输入端子Ti，外部端子T5经开关S5及开关S8连接至外部端子T8，再有，外部端子T7经开关S7连接至输出端子To的状态(第2状态)。通过这种开关控制，外部端子T6，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C1及电容器C2的两端间，由于分别通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此外部端子T6的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T7的电位也被拉升至3Vi(输入电压Vi+电容器C1的充电电压Vi+电容器C2的充电电压Vi)。此时，外部端子T7，由于经开关S7及输出用电容器Co接地，因此输出用电容器Co，被充电直到其两端电位差基本达到3Vi。

这样，本实施方式的电荷泵电路中，通过开关S1～S8的周期性的开关控制，交替重复上述第1、第2状态，实施电容器C1和电容器C2的充放电。结果，从输出端子To，引出将输入电压Vi正升压至3倍得到的输出电压Vo(＝3Vi)。

另外，如本图第2例的虚线所示，在实现3倍升压时也可构成为，外部端子T2与外部端子T3之间，外部连接电荷转送用电容器C1、外部端子T7与外部端子T8之间外部连接电荷转送用电容器C2，升压倍率切换端子Tex上，外部连接输入端子Ti、外部端子T1、以及外部端子T5。

由上述结构构成的电荷泵电路中，首先，形成外部端子T3(电容器C1的一端)经开关S3连接至输入端子Ti，外部端子T2(电容器C1的另一端)经开关S2连接至接地端子Tg的状态(第1状态)。通过这种开关控制，外部端子T3上被施加输入电压Vi，外部端子T2上被施加接地电压GND。因此，电容器C1，被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。

电容器C1充电结束后，这次，形成外部端子T2经开关S2连接至输入端子Ti，外部端子T3经开关S3及开关S7连接至外部端子T7(电容器C2的一端)，再有，外部端子T8(电容器C2的另一端)经开关S8连接至接地端子Tg的状态(第2状态)。通过这种开关控制，外部端子T2，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C1的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此外部端子T2的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T3的电位也被拉升至2Vi(输入电压Vi+电容器C1的充电电压Vi)。此时，外部端子T3，由于经开关S3、开关S7、电容器C2及开关S8，连接至接地端子Tg，因此电容器C2，被充电直到其两端电位差基本达到2Vi。

电容器C2的充电结束后，这次，开关S1～S8再次返回第1状态，形成外部端子T8经开关S8及开关S5连接至输入端子Ti，外部端子T7经开关S7连接至输出端子To的状态。通过这种开关控制，外部端子T8，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C2的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi的2倍(2Vin)几乎相等的电位差，因此外部端子T8的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T7的电位也被拉升至3Vi(输入电压Vi+电容器C2的充电电压2Vi)。此时，外部端子T7，由于经开关S7及输出用电容器Co接地，因此输出用电容器Co，被充电直到其两端电位差基本达到3Vi。

这样，本实施方式的电荷泵电路中，通过开关S1～S8的周期性的开关控制，交替重复上述第1、第2状态，实施电容器C1和电容器C2的充放电。结果，从输出端子To，引出将输入电压Vi正升压至3倍得到的输出电压Vo(＝3Vi)。

接着，对构成4倍升压型的电荷泵电路的方法，参照图4进行详细说明。图4为表示4倍升压时的一个连接示例的图。

如本图的虚线所示，在实现4倍升压时，外部端子T2与外部端子T3之间，电荷转送用电容器C1被外部连接，外部端子T5与外部端子T6之间，电荷转送用电容器C2被外部连接，外部端子T7与外部端子T8之间，电荷转送用电容器C3被外部连接，另外，升压倍率切换端子Tex上，外部连接着输入端子Ti、以及外部端子T1。

由上述结构构成的电荷泵电路中，首先，形成外部端子T3(电容器C1的一端)经开关S3连接至输入端子Ti，外部端子T2(电容器C1的另一端)经开关S2连接至接地端子Tg的状态(第1状态)。通过这种开关控制，外部端子T3上被施加输入电压Vi，外部端子T2上被施加接地电压GND。因此，电容器C1，被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。

电容器C1的充电结束后，这次，形成外部端子T2经开关S2连接至输入端子Ti，外部端子T3经开关S3及开关S7连接至外部端子T7(电容器C3的一端)，再有，外部端子T8(电容器C3的另一端)经开关S8连接至接地端子Tg的状态(第2状态)。通过这种开关控制，外部端子T2，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C1的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此外部端子T2的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T3的电位也被拉升至2Vi(输入电压Vi+电容器C1的充电电压Vi)。此时，外部端子T3，由于经开关S3、开关S7、电容器C3及开关S8，连接至接地端子Tg，因此电容器C3，被充电直到其两端电位差基本达到2Vi。

另外，上述第2状态中，形成外部端子T5(电容器C2的一端)经开关S5与输入端子Ti连接，外部端子T6(电容器C2的另一端)经开关S6与接地端子Tg连接的状态。通过这种开关控制，外部端子T5上被施加输入电压Vi，外部端子T6上被施加接地电压GND。因此，电容器C2，被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。

电容器C2和电容器C3的充电结束后，开关S1～S8再次返回第1状态，形成外部端子T6经开关S6连接至输入端子Ti，外部端子T5经开关S5及开关S8连接至外部端子T8，再有，外部端子T7经开关S7连接至输出端子To的状态。通过这种开关控制，外部端子T6，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C2的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，另外，电容器C3的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi的2倍几乎相等的电位差，因此外部端子T6的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T7的电位也被拉升至4Vi(输入电压Vi+电容器C2的充电电压Vi+电容器C3的充电电压2Vi)。此时，外部端子T7，由于经开关S7及输出用电容器Co接地，因此输出用电容器Co，被充电直到其两端电位差基本达到4Vi。

这样，本实施方式的电荷泵电路中，通过开关S1～S8的周期性的开关控制，交替重复上述第1、第2状态，实施电容器C1～C3的充放电。结果，从输出端子To，引出将输入电压Vi正升压至2倍得到的输出电压Vo(＝4Vi)。

接着，对构成5倍升压型的电荷泵电路的方法，参照图5进行详细说明。图5为表示5倍升压时的一个连接示例的图。

如本图的虚线所示，在实现5倍升压时，外部端子T2与外部端子T3之间，电荷转送用电容器C1被外部连接，外部端子T5与外部端子T6之间，电荷转送用电容器C2被外部连接，外部端子T7与外部端子T8之间，电荷转送用电容器C3被外部连接，另外，升压倍率切换端子Tex上，外部连接着外部端子T3。

由上述结构构成的电荷泵电路中，首先，形成外部端子T3(电容器C1的一端)经开关S3连接至输入端子Ti，外部端子T2(电容器C1的另一端)经开关S2连接至接地端子Tg的状态(第1状态)。通过这种开关控制，外部端子T3上被施加输入电压Vi，外部端子T2上被施加接地电压GND。因此，电容器C1，被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。

电容器C1的充电结束后，这次，形成外部端子T2经开关S2连接至输入端子Ti，外部端子T3经开关S3及开关S7连接至外部端子T7(电容器C3的一端)，再有，外部端子T8(电容器C3的另一端)经开关S8连接至接地端子Tg的状态(第2状态)。通过这种开关控制，外部端子T2，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C1的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此外部端子T2的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T3的电位也被拉升至2Vi(输入电压Vi+电容器C1的充电电压Vi)。此时，外部端子T3，由于经开关S3、开关S7、电容器C3及开关S8，连接至接地端子Tg，因此电容器C3，被充电直到其两端电位差基本达到2Vi。

另外，上述第2状态中，形成外部端子T5(电容器C2的一端)经开关S5与外部端子T3连接，外部端子T6(电容器C2的另一端)经开关S6与接地端子Tg连接的状态。即，外部端子T3，除了经由电容器C3的路线，还通过经由电容器C2的路线连接至接地端子Tg。因此，电容器C2，也与电容器C3同样，被充电直到其两端电位差基本达到2Vi。

电容器C2和电容器C3的充电结束后，开关S1～S8再次返回第1状态，形成外部端子T6经开关S6连接至输入端子Ti，外部端子T5经开关S5及开关S8连接至外部端子T8，再有，外部端子T7经开关S7连接至输出端子To的状态。通过这种开关控制，外部端子T6，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C2和电容器C3的两端间，由于分别通过之前的充电被提供与输入电压Vi的2倍几乎相等的电位差，因此外部端子T6的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T7的电位也被拉升至5Vi(输入电压Vi+电容器C2的充电电压2Vi+电容器C3的充电电压2Vi)。此时，外部端子T7，由于经开关S7及输出用电容器Co接地，因此输出用电容器Co，被充电直到其两端电位差基本达到5Vi。

这样，本实施方式的电荷泵电路中，通过开关S1～S8的周期性的开关控制，交替重复上述第1、第2状态，实施电容器C1～C3的充放电。结果，从输出端子To，引出将输入电压Vi正升压至5倍得到的输出电压Vo(＝5Vi)。

接着，对构成6倍升压型的电荷泵电路的方法，参照图6进行详细说明。图6为表示6倍升压时的一个连接示例的图。

如本图的虚线所示，在实现6倍升压时，外部端子T1与外部端子T2之间，电荷转送用电容器C1被外部连接，外部端子T3与外部端子T4之间，电荷转送用电容器C2被外部连接，外部端子T5与外部端子T6之间，电荷转送用电容器C3被外部连接，外部端子T7与外部端子T8之间，电荷转送用电容器C4被外部连接，另外，升压倍率切换端子Tex上，外部连接着外部端子T1。

由上述结构构成的电荷泵电路中，首先，形成外部端子T1(电容器C1的一端)经开关S1连接至输入端子Ti，外部端子T2(电容器C1的另一端)经开关S2连接至接地端子Tg，同时，外部端子T3(电容器C2的一端)经开关S3连接至输入端子Ti，外部端子T4(电容器C2的另一端)经开关S4连接至接地端子Tg的状态(第1状态)。通过这种开关控制，外部端子T1与外部端子T3上被分别施加输入电压Vi，外部端子T2与外部端子T4上分别被施加接地电压GND。因此，电容器C1和电容器C2，被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。

电容器C1和电容器C2的充电结束后，这次，形成外部端子T2经开关S2连接至输入端子Ti，外部端子T1经开关S5连接至外部端子T5(电容器C3的一端)，再有，外部端子T6(电容器C3的另一端)经开关S6连接至接地端子Tg的状态(第2状态)。通过这种开关控制，外部端子T2，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C1的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此外部端子T2的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T1的电位也被拉升至2Vi(输入电压Vi+电容器C1的充电电压Vi)。此时，外部端子T1，由于经开关S5、电容器C3及开关S6，连接至接地端子Tg，因此电容器C3，被充电直到其两端电位差基本达到2Vi。

另外，上述第2状态中，形成外部端子T1经开关S1及开关S4还与外部端子T4连接的状态。通过这种开关控制，外部端子T4，被从接地电压GND拉升至外部端子T1的施加电压(2Vi)。这里，电容器C2的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此外部端子T4的电位被拉升至2Vi后，与此相伴，外部端子T3的电位也被拉升至3Vi(输入电压Vi+电容器C1的充电电压Vi+电容器C2的充电电压Vi)。此时，外部端子T3，由于经开关S3、开关S7、电容器C3及开关S8，连接至接地端子Tg，因此电容器C4，被充电直到其两端电位差基本达到3Vi。

电容器C3和电容器C4的充电结束后，开关S1～S8再次返回第1状态，形成外部端子T6经开关S6连接至输入端子Ti，外部端子T5经开关S5及开关S8连接至外部端子T8，再有，外部端子T7经开关S7连接至输出端子To的状态。通过这种开关控制，外部端子T6，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C3的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi的2倍几乎相等的电位差，电容器C4的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi的3倍几乎相等的电位差，因此外部端子T6的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T7的电位也被拉升至6Vi(输入电压Vi+电容器C2的充电电压2Vi+电容器C3的充电电压3Vi)。此时，外部端子T7，由于经开关S7及输出用电容器Co接地，因此输出用电容器Co，被充电直到其两端电位差基本达到6Vi。

这样，本实施方式的电荷泵电路中，通过开关S1～S8的周期性的开关控制，交替重复上述第1、第2状态，实施电容器C1～C4的充放电。结果，从输出端子To，引出将输入电压Vi正升压至6倍得到的输出电压Vo(＝6Vi)。

接着，对构成7倍升压型的电荷泵电路的方法，参照图7进行详细说明。图7为表示7倍升压时的一个连接示例的图。

如本图的虚线所示，在实现7倍升压时，外部端子T1与外部端子T2之间，电荷转送用电容器C1被外部连接，外部端子T3与外部端子T4之间，电荷转送用电容器C2被外部连接，外部端子T5与外部端子T6之间，电荷转送用电容器C3被外部连接，外部端子T7与外部端子T8之间，电荷转送用电容器C4被外部连接，另外，升压倍率切换端子Tex上，外部连接着外部端子T3。

由上述结构构成的电荷泵电路中，首先，形成外部端子T1(电容器C1的一端)经开关S1连接至输入端子Ti，外部端子T2(电容器C1的另一端)经开关S2连接至接地端子Tg，同时，外部端子T3(电容器C2的一端)经开关S3连接至输入端子Ti，外部端子T4(电容器C2的另一端)经开关S4连接至接地端子Tg的状态(第1状态)。通过这种开关控制，外部端子T1与外部端子T3上被分别施加输入电压Vi，外部端子T2与外部端子T4上分别被施加接地电压GND。因此，电容器C1和电容器C2，被充电直到其两端电位差基本达到输入电压Vi。

电容器C1和电容器C2的充电结束后，这次，形成外部端子T2经开关S2连接至输入端子Ti，外部端子T1经开关S1及开关S4连接至外部端子T4的状态(第2状态)。通过这种开关控制，外部端子T4，被从接地电压GND拉升至外部端子T1的施加(2Vi)。这里，电容器C2的两端间，由于通过之前的充电被提供与输入电压Vi几乎相等的电位差，因此外部端子T4的电位被拉升至2Vi后，与此相伴，外部端子T3的电位也被拉升至3Vi(输入电压Vi+电容器C1的充电电压Vi+电容器C2的充电电压Vi)。此时，外部端子T3，由于经开关S5、电容器C3及开关S6，连接至接地端子Tg，因此电容器C3，被充电直到其两端电位差基本达到3Vi。

另外，上述第2状态中，形成外部端子T3经开关S3及开关S7与外部端子T7连接(电容器C4的一端)，形成外部端子T8(电容器C4的另一端)经开关S8与接地端子Tg连接的状态。即，外部端子T3，除了经由电容器C3的路线，还通过经由电容器C4的路线连接至接地端子Tg。因此，电容器C4，也与电容器C3同样，被充电直到其两端电位差基本达到3Vi。

电容器C3和电容器C4的充电结束后，开关S1～S8再次返回第1状态，形成外部端子T6经开关S6连接至输入端子Ti，外部端子T5经开关S5及开关S8连接至外部端子T8，再有，外部端子T7经开关S7连接至输出端子To的状态。通过这种开关控制，外部端子T6，被从接地电压GND拉升至输入电压Vi。这里，电容器C3和电容器C4的两端间，由于分别通过之前的充电被提供与输入电压Vi的3倍几乎相等的电位差，因此外部端子T6的电位被拉升至输入电压Vi后，与此相伴，外部端子T7的电位也被拉升至7Vi(输入电压Vi+电容器C2的充电电压3Vi+电容器C3的充电电压3Vi)。此时，外部端子T7，由于经开关S7及输出用电容器Co接地，因此输出用电容器Co，被充电直到其两端电位差基本达到7Vi。

这样，本实施方式的电荷泵电路中，通过开关S1～S8的周期性的开关控制，交替重复上述第1、第2状态，实施电容器C1～C4的充放电。结果，从输出端子To，引出将输入电压Vi正升压至7倍得到的输出电压Vo(＝7Vi)。

如以上所说明的那样，由于根据本实施方式的半导体集成电路装置，通过适当变更升压倍率切换端子Tex的外部连接目的地、以及、外部端子T1～T8间的电荷转送用电容器的连接数目及连接位置，能够任意重组其内部的电路结构，因此能够将用它构成的电荷泵电路的升压倍率任意设定在2倍～7倍的范围内。

因此，由于对于用户来说，即使构成不同的升压倍率的电荷泵电路时，也只需要获取该半导体集成电路装置，因此该选择不会出现错误。另外，对于半导体集成电路装置的制造商而言，只要准备出该半导体集成电路装置即可，由于不需要兼顾大范围的用户需求，因此能够将以前的对各个升压倍率准备的半导体集成电路装置的生产一元化，能够提高其生产效率。

另外，虽然作为升压倍率的切换手段，考虑了将用于重组装置内部的电路结构的开关群集成化于半导体集成电路装置，和将用于引出不同的输出电压的输出端子设置多个的结构，但这些结构中，由于电路规模和外部端子数目明显增大，因此从避免这一缺点的观点出发，只新设置1个升压倍率切换端子Tex即可的本实施方式的结构更加理想。

图8是表示搭载本发明的电荷泵电路的携带机器(例如，带照相功能的手机终端)的一个实施方式的方框图。

如本图所示，本实施方式的移动机器，具有：电荷泵电路1；用于基于电荷泵电路1的输出电压Vo生成所期望的调整电压Vreg的调整电路2；使用CCD[Charge Coupled Devices]等的摄像装置3；对由摄像装置3获得的数字信号进行运算处理的DSP[Digital Signal Processor]4；锂电池等的直流电压源5。另外，虽然没有图示，但具有作为手机终端的通信电路和显示电路等。

电荷泵电路1，是将来自直流电压源5的输入电压Vi升压来生成所希望的输出电压Vo，并将此作为负载装置的动作电压供给的机构。另外，本实施方式的情况，输出电压Vo被提供给摄像装置3的接口电路31和DSP4的接口电路41。不过这也只是示例，输出电压Vo的供给对象并不限定于此。

另外，作为动作电压，需要与输出电压Vo不同的电压的负载装置，例如DPS4的模拟/数字变换器42中，由调整电路2提供调整电压Vreg。

另外，上述实施方式中，虽然以可构成2倍～7倍正升压型的电荷泵电路的半导体集成电路装置为例进行的说明，但本发明的结构并不限定于此，在不脱离发明主旨的范围内可以作出各种变更。

即，若用更加上位的概念来表现，则本发明的半导体集成电路装置，具有：被施加输入电压的输入端子；用于导出输出电压的输出端子；被施加接地电压的接地端子；用于外接电荷转送用电容器的多个外部端子；以及，对应各个外部端子设置的多个电荷转送用开关，所述多个电荷转送用开关，分别具有：与对应的外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，并且多个选择端之一，是可与所述输入端子及所述多个外部端子的至少任意一个连接的升压倍率切换端子，其余的选择端，分别被与所述输入端子、所述输出端子、所述接地端子、以及自身以外的选择端之一连接。

这样，本发明的本质在于，具有用于切换升压倍率的升压倍率切换端子而成，通过适当变更其外部的连接目的地，可以任意重组装置内部的电路结构。因此，例如，即使用于外接电荷转送用电容器的外部端子和电荷转送用开关的个数、甚至其内部连接关系与上述实施方式不同，这也不过是用于适当变更升压倍率的可变范围和升压极性(正升压、负升压)的微小差别，可以说由该结构构成的半导体集成电路装置，属于本发明的技术范围。

另外，关于本发明的效果，通过本发明，能够提供一种可在构成不同的升压倍率的电荷泵电路时通用的半导体集成电路装置、以及、使用它的电荷泵电路及电器。

另外，关于本发明的产业上的利用可能性，本发明，是可用于提高电荷泵方式的电源装置中使用的半导体集成电路装置的通用性的技术。

虽然对本发明通过上述优选实施方式进行了说明，但本领域的技术人员，可以对本发明作出与上述说明不同的各种变更并导出各种实施方式。因此，在本发明的主旨和范围内，通过附加的权利要求覆盖本发明的所有变形。

Claims (13)

1.一种半导体集成电路装置，其中，

具有：

输入端子，施加输入电压；

输出端子，用于导出输出电压；

接地端子，施加接地电压；

第1～第8外部端子，用于外接电荷转送用电容器；

第1～第8电荷转送用开关，对应第1～第8外部端子设置；以及，

升压倍率切换端子，与所述各个端子不同地用于切换升压倍率，

第1～第8电荷转送用开关，分别具有：与对应的外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，

第1电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与第4电荷转送用开关的一选择端连接，

第2电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与所述接地端子连接，

第3电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与第7电荷转送用开关的一选择端连接，

第4电荷转送用开关，另一选择端与所述接地端子连接，

第5电荷转送用开关，一选择端与所述升压倍率切换端子连接，另一选择端与第8电荷转送用开关的一选择端连接，

第6电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与所述接地端子连接，

第7电荷转送用开关，另一选择端与所述输出端子连接，

第8电荷转送用开关，另一选择端与所述接地端子连接，

对第1、第3、第6、第8的电荷转送用开关的线路切换控制、和对第2、第4、第5、第7的电荷转送用开关的线路切换控制，其相位互为相反相位。

2.一种电荷泵电路，具有：半导体集成电路装置、至少一个电荷转送用电容器、以及至少一个输出用电容器，其中，

所述半导体集成电路装置，具有：

输入端子，施加输入电压；

输出端子，用于导出输出电压；

接地端子，施加接地电压；

第1～第8外部端子，用于外接所述电荷转送用电容器；

第1～第8电荷转送用开关，对应第1～第8外部端子设置；以及，

升压倍率切换端子，与所述各个端子不同地用于切换升压倍率，

第1～第8电荷转送用开关，分别具有：与对应的外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，

第1电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与第4电荷转送用开关的一选择端连接，

第2电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与所述接地端子连接，

第3电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与第7电荷转送用开关的一选择端连接，

第4电荷转送用开关，另一选择端与所述接地端子连接，

第5电荷转送用开关，一选择端与所述升压倍率切换端子连接，另一选择端与第8电荷转送用开关的一选择端连接，

第6电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与所述接地端子连接，

第7电荷转送用开关，另一选择端与所述输出端子连接，

第8电荷转送用开关，另一选择端与所述接地端子连接，

对第1、第3、第6、第8的电荷转送用开关的线路切换控制、和对第2、第4、第5、第7的电荷转送用开关的线路切换控制，其相位互为相反相位，

所述电荷泵电路，通过周期性地开关第1～第8电荷转送用开关，使所述电荷转送用电容器充电放电，来基于输入电压生成所希望的输出电压。

3.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：

第7、第8两个外部端子之间，外部连接有第1电荷转送用电容器，所述升压倍率切换端子上，外部连接有所述输入端子、第1外部端子、第3外部端子、及第5外部端子，将输入电压升压2倍后生成输出电压。

4.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：

第5、第6两个外部端子之间，外部连接有第1电荷转送用电容器，第7、第8两个外部端子之间，外部连接有第2电荷转送用电容器，另外，所述升压倍率切换端子上，外部连接有所述输入端子、第1外部端子、以及第3外部端子，将输入电压升压3倍后生成输出电压。

5.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：

第2、第3两个外部端子之间，外部连接有第1电荷转送用电容器，第7、第8两个外部端子之间，外部连接有第2电荷转送用电容器，另外，所述升压倍率切换端子上，外部连接有所述输入端子、第1外部端子、以及第5外部端子，将输入电压升压3倍后生成输出电压。

6.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：

第2、第3两个外部端子之间，外部连接有第1电荷转送用电容器，第5、第6两个外部端子之间，外部连接有第2电荷转送用电容器，第7、第8两个外部端子之间，外部连接有第3电荷转送用电容器，另外，所述升压倍率切换端子上，外部连接有所述输入端子、以及第1外部端子，将输入电压升压4倍后生成输出电压。

7.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：

第2、第3两个外部端子之间，外部连接有第1电荷转送用电容器，第5、第6两个外部端子之间，外部连接有第2电荷转送用电容器，第7、第8两个外部端子之间，外部连接有第3电荷转送用电容器，另外，所述升压倍率切换端子上，外部连接有第3外部端子，将输入电压升压5倍后生成输出电压。

8.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：

第1、第2两个外部端子之间，外部连接有第1电荷转送用电容器，第3、第4两个外部端子之间，外部连接有第2电荷转送用电容器，第5、第6两个外部端子之间，外部连接有第3电荷转送用电容器，第7、第8两个外部端子之间，外部连接有第4电荷转送用电容器，另外，所述升压倍率切换端子上，外部连接有第1外部端子，将输入电压升压6倍后生成输出电压。

9.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：

第1、第2两个外部端子之间，外部连接有第1电荷转送用电容器，第3、第4两个外部端子之间，外部连接有第2电荷转送用电容器，第5、第6两个外部端子之间，外部连接有第3电荷转送用电容器，第7、第8两个外部端子之间，外部连接有第4电荷转送用电容器，另外，所述升压倍率切换端子上，外部连接有第3外部端子，将输入电压升压7倍后生成输出电压。

10.一种电器，具有：生成输入电压的直流电压源、基于所述输入电压生成所希望的输出电压的电荷泵电路、被供给所述输出电压作为其动作电压的负载装置，其中，

所述电荷泵电路，具有：半导体集成电路装置、至少一个电荷转送用电容器、以及至少一个输出用电容器，

所述半导体集成电路装置，具有：

输入端子，施加输入电压；

输出端子，用于导出输出电压；

接地端子，施加接地电压；

第1～第8外部端子，用于外接所述电荷转送用电容器；

第1～第8电荷转送用开关，对应第1～第8外部端子设置；以及，

升压倍率切换端子，与所述各个端子不同地用于切换升压倍率，

第1～第8电荷转送用开关，分别具有：与对应的外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，

第1电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与第4电荷转送用开关的一选择端连接，

第2电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与所述接地端子连接，

第3电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与第7电荷转送用开关的一选择端连接，

第4电荷转送用开关，另一选择端与所述接地端子连接，

第5电荷转送用开关，一选择端与所述升压倍率切换端子连接，另一选择端与第8电荷转送用开关的一选择端连接，

第6电荷转送用开关，一选择端与所述输入端子连接，另一选择端与所述接地端子连接，

第7电荷转送用开关，另一选择端与所述输出端子连接，

第8电荷转送用开关，另一选择端与所述接地端子连接，

对第1、第3、第6、第8的电荷转送用开关的线路切换控制、和对第2、第4、第5、第7的电荷转送用开关的线路切换控制，其相位互为相反相位，

所述电荷泵电路，通过周期性地开关第1～第8电荷转送用开关，使所述电荷转送用电容器充电放电，来基于输入电压生成所希望的输出电压。

11.一种半导体集成电路装置，其中，

具有：

输入端子，施加输入电压；

输出端子，用于导出输出电压；

接地端子，施加接地电压；

多个外部端子，用于外接电荷转送用电容器；以及，

多个电荷转送用开关，对应各个外部端子设置，

所述多个电荷转送用开关，分别具有：与对应的外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，

多个选择端之一，是可与所述输入端子及所述多个外部端子的至少任意一个外部连接的升压倍率切换端子，

其余的选择端，分别被与所述输入端子、所述输出端子、所述接地端子、以及自身以外的选择端之一连接。

12.一种电荷泵电路，具有：半导体集成电路装置、至少一个电荷转送用电容器、以及至少一个输出用电容器，其中，

所述半导体集成电路装置，具有：

输入端子，施加输入电压；

输出端子，用于导出输出电压；

接地端子，施加接地电压；

多个外部端子，用于外接电荷转送用电容器；以及，

多个电荷转送用开关，对应各个外部端子设置，

所述多个电荷转送用开关，分别具有：与对应的外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，

多个选择端之一，是可与所述输入端子及所述多个外部端子的至少任意一个外部连接的升压倍率切换端子，

其余的选择端，分别被与所述输入端子、所述输出端子、所述接地端子、以及自身以外的选择端之一连接，

所述电荷泵电路，通过周期性地开关所述多个电荷转送用开关，使所述电荷转送用电容器充电放电，来基于输入电压生成所希望的输出电压。

13.一种电器，具有：生成输入电压的直流电压源、基于所述输入电压生成所希望的输出电压的电荷泵电路、被供给所述输出电压作为其动作电压的负载装置，其中，

所述电荷泵电路，具有：半导体集成电路装置、至少一个电荷转送用电容器、以及至少一个输出用电容器，

所述半导体集成电路装置，具有：

输入端子，施加输入电压；

输出端子，用于导出输出电压；

接地端子，施加接地电压；

多个外部端子，用于外接电荷转送用电容器；以及，

多个电荷转送用开关，对应各个外部端子设置，

所述多个电荷转送用开关，分别具有：与对应的外部端子连接的公共端、和对该公共端择一连接的2个选择端，

多个选择端之一，是可与所述输入端子及所述多个外部端子的至少任意一个外部连接的升压倍率切换端子，

其余的选择端，分别被与所述输入端子、所述输出端子、所述接地端子、以及自身以外的选择端之一连接，

所述电荷泵电路，通过周期性地开关所述多个电荷转送用开关，使所述电荷转送用电容器充电放电，来基于输入电压生成所希望的输出电压。

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