TW201533719A

TW201533719A - 電荷泵浦電路

Info

Publication number: TW201533719A
Application number: TW103106579A
Authority: TW
Inventors: Yu-Hung Tung; Kai-Yuan Siao
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-09-01
Also published as: TWI522985B; CN103956895A; CN103956895B

Abstract

本發明揭露一種電荷泵浦電路，此電荷泵浦電路透過第一電壓位準產生模組中的第一開關組與第二電壓位準產生模組中的第二開關組來選擇性地導通不同的電流路徑，並藉由複數個電容於不同電流路徑時的充放電特性，來使得第一電壓位準產生模組中的第一輸出端與第二電壓位準產生模組中的第二輸出端可以分別輸出兩個不同電壓位準的電壓。

Description

電荷泵浦電路

本發明有關於一種電荷泵浦電路，且特別是有關於一種用於顯示器的電荷泵浦電路。

請參照第1圖，第1圖係為根據習知之一電荷泵浦電路的電路示意圖。如第1圖所示，電荷泵浦電路9為習知的顯示器領域中所慣用的電荷泵浦電路，此電荷泵浦電路9主要是用於產生閘極截止電壓(low-level gate voltage，亦稱VGL)與閘極導通電壓(high-level gate voltage，亦稱VGH)。其中，閘極導通電壓VGH主要是透過電壓位準產生模組90中的電容C2~C6與二極體D1~D4所產生，而閘極截止電壓VGL主要是透過電壓位準產生模組90中的電容C7~C9與二極體D5~D6所產生。此外，輸入電壓Vin可透過電感L1、二極體D1與電容C1而產生電源類比電壓AVDD，電源類比電壓AVDD為一種提供給源極驅動器(source driver)的電壓。脈波寬度調變積體電路90則包括有電壓調整器920與電晶體M1。

請參照第2圖，第2圖係為根據習知之另一電荷泵浦電路的電路示意圖。為了節省電荷泵浦電路中的二極體的使用數量，目前的顯示器製造廠商會利用複數個切換開關SW1~SW6 來取代二極體，並將這些切換開關SW1~SW6包在脈波寬度調變積體電路90’中，如第2圖所示。此電荷泵浦電路9’所產生的閘極截止電壓VGL主要是透過第一電壓調整器902’與第一電壓位準產生模組900’中的切換開關SW1、切換開關SW2、電容C1與電容C2所產生。另一方面，此電荷泵浦電路9’所產生的閘極導通電壓VGH主要是透過第二電壓調整器906’與第二電壓位準產生模組904’中的切換開關SW3、切換開關SW4、切換開關SW5、切換開關SW6、電容C3、電容C4、電容C5與電容C6所產生。

由第2圖可以觀察到，第一電壓位準產生模組900’需透過一級的電荷泵浦來產生電壓位準為-AVDD的閘極截止電壓VGL，而第二電壓位準產生模組904’需透過兩級的電荷泵浦來產生電壓位準為+3AVDD的閘極導通電壓VGH，而使得整個電荷泵浦電路9’需要三級的電荷泵浦，造成製造成本的提高。

有鑒於以上的問題，本揭露提出一種電荷泵浦電路，此電荷泵浦電路透過一種新的充放電路徑來減少電荷泵浦電路中的電荷泵浦的級數。

根據本揭露一實施例中的一種電荷泵浦電路，此電荷泵浦電路包括第一電壓位準產生模組與第二電壓位準產生模組。第一電壓位準產生模組具有第一輸出端，且此第一電壓位準產生模組包括第一電容、第二電容以及第一開關組。第二電容的一端耦接第一輸出端。第一開關組用以選擇性地切換導通第一電流路徑與第二電流路徑。於第一電流路徑導通時，第一電容儲存有第一預設電壓。於第二電流路徑導通時，第一電容串聯耦該第二電容的一端，且此第二電容儲存有第二預設電壓。第二電壓位準產生模組具有第二輸出端，且此第二電壓位準產生模組包括第三電容、第四電容以及第二開關組。第四電容的一端耦接第二輸出端。第二開關組用以選擇性地切換導通第三電流路徑與第四電流路徑。於第三電流路徑導通時，第三電容儲存有第三預設電壓，此第三預設電壓為第一預設電壓與第四預設電壓的電壓差值。於第四電流路徑導通時，第三電容串聯耦接第四電容的一端，且此第四電容儲存有第一預設電壓與第三預設電壓的電壓總和。

於其中一實施例中，第二預設電壓為反向的第一預設電壓，第四預設電壓為第二電容所儲存的第二預設電壓。當第二電流路徑導通時，第一輸出端所輸出的電壓位準為反向的第一預設電壓。當第四電流路徑導通時，第二輸出端所輸出的電壓位準為三倍的第一預設電壓。

根據本揭露一實施例中的一種電荷泵浦電路，此電荷泵浦電路包括第一電壓位準產生模組與第二電壓位準產生模組。第一電壓位準產生模組具有第一輸出端，且此第一電壓位準產生模組包括第一電容、第二電容以及第一開關組。第二電容的一端耦接第一輸出端。第一開關組用以選擇性地切換導通第一電流路徑與第二電流路徑。於第一電流路徑導通時，第一電容儲存有第一預設電壓。於第二電流路徑導通時，第一電容串聯耦該第二電容的一端，且此第二電容儲存有第二預設電壓。第二電壓位準產生模組具有第二輸出端，且此第二電壓位準產生模組包括第三電容、第一二極體、第二二極體、第四電容以及第二開關組。第一二極體的陽極耦接第一預設電壓，第一二極體的陰極耦接第三電容的第一端。第二二極體的陽極耦接於第三電容的第一端與第一二極體的陰極之間，第二二極體的陰極耦接第二輸出端。第四電容耦接於第二二極體的陰極與第二輸出端之間。第二開關組用以選擇性地切換導通第三電流路徑與第四電流路徑。於第三電流路徑導通時，第四電容儲存有第一預設電壓。於第四電流路徑導通時，第三電容的第二端耦接第三預設電壓，以使第二輸出端輸出的電壓位準為兩倍的第一預設電壓與第三預設電壓的電壓差值。

於其中一實施例中，第二預設電壓為反向的第一預設電壓，第三預設電壓為第二電容所儲存的第二預設電壓。當第二電流路徑導通時，第一輸出端所輸出的電壓位準為反向的第一預設電壓。當第四電流路徑導通時，第三電容的跨壓為第一預設電壓與第三預設電壓的電壓差值。

綜合以上所述，本揭露提供一種電荷泵浦電路，此電荷泵浦電路透過第一電壓位準產生模組中的第一開關組與第二電壓位準產生模組中的第二開關組來選擇性地導通不同的電流路徑，並藉由複數個電容於不同電流路徑時的充放電特性，來使得第一電壓位準產生模組中的第一輸出端與第二電壓位準產生模組中的第二輸出端可以分別輸出兩個不同電壓位準的電壓。此外，第二電壓位準產生模組更可以依據第一電壓位準產生模組的第一輸出端所輸出的電壓來產生對應的輸出電壓。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1、1’、9、9’‧‧‧電荷泵浦電路

10、900’‧‧‧第一電壓位準產生模組

100‧‧‧第一開關組

12、902’‧‧‧第一電壓調整器

14、14’、904’‧‧‧第二電壓位準產生模組

140、140’‧‧‧第二開關組

16、906’‧‧‧第二電壓調整器

92、90’‧‧‧脈波寬度調變積體電路

920‧‧‧電壓調整器

V1、V_X、V_X’‧‧‧預設電壓

Vin‧‧‧輸入電壓

AVDD‧‧‧電源類比電壓

VGH‧‧‧閘極導通電壓

VGL‧‧‧閘極截止電壓

C1~C9‧‧‧電容

D1~D6‧‧‧二極體

SW1~SW6、SW3’‧‧‧切換開關

M1‧‧‧電晶體

L1‧‧‧電感

a、b‧‧‧切換節點

output_1‧‧‧第一輸出端

output_2‧‧‧第二輸出端

I1~I4‧‧‧電流路徑

t0~t3、t0’~t3’‧‧‧時間點

第1圖係為根據習知之一電荷泵浦電路的電路示意圖。

第2圖係為根據習知之另一電荷泵浦電路的電路示意圖。

第3圖係為根據本揭露一實施例之電荷泵浦電路的電路示意圖。

第4A圖係為根據第3圖之電荷泵浦電路於導通第一電流路徑時的電路操作模式示意圖。

第4B圖係為根據第3圖之電荷泵浦電路於導通第二電流路徑時的電路操作模式示意圖。

第4C圖係為根據第3圖之電荷泵浦電路於導通第三電流路徑時的電路操作模式示意圖。

第4D圖係為根據第3圖之電荷泵浦電路於導通第四電流路徑時的電路操作模式示意圖。

第5A圖係為根據第3圖之第一電壓位準產生模組的時序圖。

第5B圖係為根據第3圖之第二電壓位準產生模組的時序圖。

第6圖係為根據本揭露另一實施例之電荷泵浦電路的電路示意圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

〔電荷泵浦電路之一實施例〕

請參照第3圖，第3圖係為根據本揭露一實施例之電荷泵浦電路的電路示意圖。如第3圖所示，本發明實施例之電荷泵浦電路1主要包括第一電壓位準產生模組10、第一電壓調整器12、第二電壓位準產生模組14以及第二電壓調整器16。其中，第一電壓位準產生模組10更包括有第一電容C1、第二電容C2以及第一開關組100，第二電壓位準產生模組14更包括有第三電容C3、第四電容C4以及第二開關組140。以下分別就第一電壓位準產生模組10與第二電壓位準產生模組14中的各電子元件的耦接關係與作動方式作詳細的說明。

第一開關組100用以選擇性地導通第一電流路徑與第二電流路徑，且此第一開關組100包括有第一切換開關SW1與第二切換開關SW2，且第一切換開關SW1與第二切換開關SW2皆具有一個切換節點a(第一切換節點與第三切換節點)、一個切換節點b(第二切換節點與第四切換節點)以及一個共同節點(未標示符號之節點)(第一共同節點與第二共同節點)。第一電容C1的第一端與第二端分別耦接第一切換開關SW1的共同節點與第二切換開關SW2的共同節點。第二電容C2的第一端與第二端分別耦接第一電壓位準產生模組10的第一輸出端output_1與接地電位。第一切換開關SW1的切換節點a耦接預設電壓V1(第一預設電壓)，第一切換開關SW1的切換節點b與第二切換開關SW2的切換節點a皆耦接至接地電位，第二切換開關SW2的切換節點b耦接於第二電容C2與第一輸出端output_1之間。

第一電壓調整器12耦接第一切換開關SW1與第二切換開關SW2。此第一電壓調整器12用以同時控制第一切換開關SW1與第二切換開關SW2的切換，以使第一電壓位準產生模組10中的第一電流路徑導通或是使第一電壓位準產生模組10中的第二電流路徑導通。換句話說，第一電壓調整器12用以使第一電壓位準產生模組10可以在第一時間導通第一電流路徑，或是使第一電壓位準產生模組10可以在第二時間導通第二電流路徑。於實務上，第一切換開關SW1與第二切換開關SW2可以為一種金氧半場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)或是雙極性電晶體(bipolar junction transistor，BJT)，但不以上述為限。

第二開關組140用以選擇性地導通第三電流路徑與第四電流路徑，且此第二開關組140包括有第三切換開關SW3與第四切換開關SW4，且第三切換開關SW3與第四切換開關SW4皆具有一個切換節點a(第五切換節點與第七切換節點)、一個切換節點b(第六切換節點與第八切換節點)以及一個共同節點(未標示符號之節點)(第三共同節點與第四共同節點)。第三電容C3的第一端與第二端分別耦接第三切換開關SW3的共同節點與第四切換開關SW4的共同節點。第四電容C4的第一端與第二端分別耦接第二電壓位準產生模組14的第二輸出端output_2與接地電位。第三切換開關SW3的切換節點a耦接預設電壓V1，第三切換開關SW3的切換節點b耦接於第四電容C4與第二輸出端output_2之間。第四切換開關SW4的切換節點a耦接預設電壓V_X(第四預設電壓)，第四切換開關SW4的切換節點b耦接預設電壓V1。

值得注意的是，本發明實施例的預設電壓V_X的電壓位準為小於預設電壓V1的電壓位準的任意電壓位準，換句話說，預設電壓V_X的電壓位準可以為任意一個小於預設電壓V1的正電壓位準、接地電位或是任意一個負電壓位準，本發明在此不加以限制。

第二電壓調整器16耦接第三切換開關SW3與第四切換開關SW4。此第二電壓調整器16用以同時控制第三切換開關SW3與第四切換開關SW4的切換，以使第二電壓位準產生模組14中的第三電流路徑導通或是使第二電壓位準產生模組14中的第四電流路徑導通。換句話說，第二電壓調整器16用以使第二電壓位準產生模組14可以在第三時間導通第三電流路徑，或是使第二電壓位準產生模組14可以在第四時間導通第四電流路徑。於實務上，第三切換開關SW3與第四切換開關SW4可以為一種金氧半場效電晶體或是雙極性電晶體，但不以上述為限。於其中一個實施例中，第三時間會接續在第二時間之後。

為了更清楚地說明第一電壓位準產生模組10於導通第一電流路徑與第二電流路徑的詳細運作情況，以及第二電壓調整器16於導通第三電流路徑與第四電流路徑的詳細運作情況。請參照第4A圖、第4B圖、第4C圖以及第4D圖，第4A圖係為根據第3圖之電荷泵浦電路於導通第一電流路徑時的電路操作模式示意圖；第4B圖係為根據第3圖之電荷泵浦電路於導通第二電流路徑時的電路操作模式示意圖；第4C圖係為根據第3圖之電荷泵浦電路於導通第三電流路徑時的電路操作模式示意圖；第4D圖係為根據第3圖之電荷泵浦電路於導通第四電流路徑時的電路操作模式示意圖。

如第4A圖所示，當第一電壓位準產生模組10欲導通第一電流路徑I1時，第一切換開關SW1的共同節點會受到第一電壓調整器12的控制而耦接第一切換開關SW1的切換節點a，第二切換開關SW2的共同節點亦會受到第一電壓調整器12的控制而耦接第二切換開關SW2的切換節點a，據以使得第一電容C1的第一端與第二端會分別耦接預設電壓V1與接地電位。此時，由於第一電容C1耦接於預設電壓V1與接地電位之間的關係，預設電壓V1會開始對第一電容C1進行充電，而形成第一電流路徑I1，並使第一電容C1的跨壓V_C1被充電到預設電壓V1的電壓位準。換句話說，於第一電流路徑I1導通時，第一電容C1會儲存有預設電壓V1。

如第4B圖所示，當第一電壓位準產生模組10欲導通第二電流路徑I2時，第一切換開關SW1的共同節點會受到第一電壓調整器12的控制而耦接第一切換開關SW1的切換節點b，第二切換開關SW2的共同節點亦會受到第一電壓調整器12的控制而耦接第二切換開關SW2的切換節點b，據以使得第一電容C1的第一端與第二端會分別耦接接地電位與第二電容C2的第一端。此時，由於第一電容C1串聯耦接於接地電位與第二電容C2的第一端之間的關係，第一電容C1會開始對接地電位進行放電，而形成第二電流路徑I2，並使第二電容C2的跨壓V_C2被放電到反向的預設電壓V1的電壓位準。換句話說，於第二電流路徑I2導通時，第二電容C2會儲存有反向的預設電壓V1，並使得第一電壓位準產生模組10的第一輸出端output_1所輸出的電壓位準為反向的預設電壓V1。

如第4C圖所示，當第二電壓位準產生模組14欲導通第三電流路徑I3時，第三切換開關SW3的共同節點會受到第二電壓調整器16的控制而耦接第三切換開關SW3的切換節點a，第四切換開關SW4的共同節點亦會受到第二電壓調整器16的控制而耦接第四切換開關SW4的切換節點a，據以使得第三電容C3的第一端與第二端會分別耦接預設電壓V1與預設電壓V_X。此時，由於第三電容C3耦接於預設電壓V1與預設電壓V_X之間的關係，第三電容C3會因為預設電壓V1與預設電壓V_X的電位差而開始被充電，據以形成第三電流路徑I3，並使第三電容C3的跨壓VC₃被充電到預設電壓V1與預設電壓V_X的電壓差值(第三預設電壓)。換句話說，於第三電流路徑I3導通時，第三電容C3會依據預設電壓V1與預設電壓V_X的電壓差值而被充電，並使第三電容C3儲存有預設電壓V1與預設電壓V_X的電壓差值。

如第4D圖所示，當第二電壓位準產生模組14欲導通第四電流路徑I4時，第三切換開關SW3的共同節點會受到第二電壓調整器16的控制而耦接第三切換開關SW3的切換節點b，第四切換開關SW4的共同節點亦會受到第二電壓調整器16的控制而耦接第四切換開關SW4的切換節點b，據以使得第三電容C3的第一端與第二端會分別耦接第四電容C4的第一端與預設電壓V1。此時，由於第四電容C4串聯耦接於第四電容C4的第一端與預設電壓V1之間的關係，預設電壓V1與第三電容C3所儲存的跨壓V_C3(即預設電壓V1與預設電壓V_X的電壓差值)會開始對第四電容C4的第二端所耦接的接地電位進行放電，而形成第四電流路徑I4，據以使得第四電容C4的跨壓V_C4相當於預設電壓V1與第三電容C3所儲存的跨壓V_C3的電壓總合。

換句話說，於第四電流路徑I4導通時，第四電容C4會依據預設電壓V1與第三電容C3所儲存的跨壓V_C3而被充電，使得第四電容C4可以儲存有預設電壓V1與第三電容C3所儲存的跨壓V_C3的電壓總合，並使得第二電壓位準產生模組14的第二輸出端output_2所輸出的電壓位準為預設電壓V1與第三電容C3所儲存的跨壓V_C3的電壓總合。

於實務上，電荷泵浦電路1可設置在顯示器中，以對顯示器提供複數個不同電壓位準的驅動電壓。舉例來說，若預設電壓V1為一種提供給源極驅動器(source driver)的電源類比電壓(例如AVDD)的話，則第一電壓位準產生模組10的第一輸出端output_1所輸出的電壓位準可以為一種提供給閘極驅動器(gate driver)的閘極截止電壓(low-level gate voltage，亦稱VGL)，第二電壓位準產生模組14的第二輸出端output_2所輸出的電壓位準可以為一種提供給閘極驅動器的閘極導通電壓(high-level gate Voltage，亦稱VGH)。

在實際的操作中，第一電壓位準產生模組10的第一輸出端output_1所輸出的閘極截止電壓可以再反饋至第二電壓位準產生模組14中的用於接收預設電壓V_X的節點，使得預設電壓V_X即為閘極截止電壓，據以使得第二電壓位準產生模組14可以依據第一電壓位準產生模組10所產生的閘極截止電壓來產生閘極導通電壓。

請一併參照第3圖、第4A圖、第4B圖與第5A圖，第5A圖係為根據第3圖之第一電壓位準產生模組的時序圖。如第5A圖所示，於時間點t0至時間點t1的時間區間時，第一切換開關SW1與第二切換開關SW2的共同節點皆未耦接各自的切換節點a，而是耦接各自的切換節點b。此時，由於第一電容C1的跨壓V_C1為零電位的關係，故不會對接地電位進行放電，使得第二電容C2的跨壓V_C2亦為零電位。

於時間點t1至時間點t2的時間區間時，第一切換開關SW1與第二切換開關SW2的共同節點耦接各自的切換節點a。此時，第一電流路徑I1會被導通(如第4A圖所示)，並使第一電容C1的跨壓V_C1被充電到預設電壓V1的電壓位準，而第二電容C2的跨壓V_C2仍為零電位。

於時間點t2至時間點t3的時間區間時，第一切換開關SW1與第二切換開關SW2的共同節點改為耦接各自的切換節點b。此時，第二電流路徑I2會被導通(如第4B圖所示)，並使第二電容C2的跨壓V_C2被放電到反向的預設電壓V1的電壓位準(即-V1)。藉此，第一電壓位準產生模組10的第一輸出端output_1所輸出的電壓位準會為反向的預設電壓V1(即-V1)。

請一併參照第3圖、第4C圖、第4D圖與第5B圖，第5B圖係為根據第3圖之第二電壓位準產生模組的時序圖。需先一提的是，第5B圖之實施例係以預設電壓V_X被設定為第二電容C2所儲存的電壓(亦即第一電壓位準產生模組10的第一輸出端 output_1所輸出的電壓)的情況下的時序圖。如第5B圖所示，於時間點t0’至時間點t1’的時間區間時，第三切換開關SW3與第四切換開關SW4的共同節點皆未耦接各自的切換節點a，而是耦接各自的切換節點b。此時，第三電容C3的跨壓V_C3與第四電容C4的跨壓V_C4皆為零電位。

於時間點t1’至時間點t2’的時間區間時，第三切換開關SW3與第四切換開關SW4的共同節點耦接各自的切換節點a。此時，第三電流路徑I3會被導通(如第4C圖所示)，並使第三電容C3的跨壓V_C3被充電到預設電壓V1與預設電壓V_X的電壓差值。其中，由於預設電壓V_X被設定為第二電容C2所儲存的電壓(即-V1)的關係，使得第三電容C3的跨壓V_C3會等於兩倍的預設電壓V1。

於時間點t2’至時間點t3’的時間區間時，第三切換開關SW3與第四切換開關SW4的共同節點耦接各自的切換節點b。此時，第四電流路徑I4會被導通(如第4D圖所示)，使得第四電容C4的跨壓V_C4相當於預設電壓V1與第三電容C3所儲存的跨壓V_C3的電壓總合，亦即第四電容C4的跨壓V_C4會等於三倍的預設電壓V1。藉此，第二電壓位準產生模組14的第二輸出端output_2所輸出的電壓位準會為三倍的預設電壓V1(即3V1)。

此外，若使用者欲使第二電壓位準產生模組14的第二輸出端output_2輸出的電壓位準為較高的電壓位準時，第二電壓位準產生模組14中的第二開關組140由於切換開關數量較多且規格耐壓的關係，使得切換開關SW3與切換開關SW4可能會發生電弧效應(electric arc effect)而融化開關觸點。

〔電荷泵浦電路之另一實施例〕

請參照第6圖，第6圖係為根據本揭露另一實施例之電荷泵浦電路的電路示意圖。如第6圖所示，本發明實施例之電荷泵浦電路1’主要包括第一電壓位準產生模組10、第一電壓調整器12、第二電壓位準產生模組14’以及第二電壓調整器16。由於本實施例之電荷泵浦電路1’中的大部分功能模組相同於前一實施例之電荷泵浦電路1中的功能模組，故在此不再贅述相同之功能模組的耦接關係與作動方式。

與前一實施例之電荷泵浦電路1不同的是，本實施例之電荷泵浦電路1’中的第二電壓位準產生模組14’包括有第三電容C3、第四電容C4、第一二極體D1、第二二極體D2以及第二開關組140’，其中第二開關組140’即為第三切換開關SW3’。換句話說，第二開關組140’具有一個切換節點a、一個切換節點b以及一個共同節點(未標示符號之節點)。藉此，本實施例之電荷泵浦電路1’中的第二電壓位準產生模組14’較前一實施例之電荷泵浦電路1中的第二電壓位準產生模組14降低了發生電弧效應的機率。

第二開關組140’的切換節點a耦接預設電壓V1，第二開關組140’的切換節點b耦接預設電壓V_X’，第二開關組140’的共同節點耦接第三電容C3的第二端。第一二極體D1的陽極耦接於預設電壓V1與第二開關組140’的切換節點a之間，第一二極體D1的陰極耦接於第三電容C3的第一端與第二二極體D2的陽極之間。第二二極體D2的陽極耦接於第三電容C3的第一端與第一二極體D1的陰極之間，第二二極體D2的陰極耦接於第四電容C4與第二輸出端output_2之間。第四電容C4的第一端耦接於第二二極體D2的陰極與第二輸出端output_2之間，第四電容C4的第二端耦接接地電位。於本實施例中，預設電壓V_X’的電壓位準可以為第一電壓位準產生模組10的第一輸出端output_1所輸出的電壓位準或是接地電位，但不以此為限。

第二開關組140’用以選擇性地切換第三電流路徑與第四電流路徑。當第二電壓位準產生模組14’欲導通第三電流路徑時，第二開關組140’的共同節點會受到第二電壓調整器16的控制而耦接第二開關組140’的切換節點a，據以形成由預設電壓V1依序經過第一二極體D1、第二二極體D2與第四電容C4的第三電流路徑。此時，第四電容C4會因為預設電壓V1而被充電，並使第四電容C4儲存有預設電壓V1。

當第二電壓位準產生模組14’欲導通第四電流路徑時，第二開關組140’的共同節點會受到第二電壓調整器16的控制而耦接第二開關組140’的切換節點b，據以使得第三電容C3的第二端會耦接預設電壓V_X’。此時，第三電容C3的跨壓相當於預設電壓V1與預設電壓V_X’的電壓差值。藉此，當第二開關組140’的共同節點再次耦接至第二開關組140’的切換節點a時，第四電容C4的跨壓會相當於預設電壓V1與第三電容C3的跨壓之電壓總合，據以使得第二電壓位準產生模組14’的第二輸出端output_2所輸出的電壓位準會為兩倍的預設電壓V1與預設電壓V_X’的電壓差值。

舉例來說，若預設電壓V_X’為接地電位的話，則第二電壓位準產生模組14’的第二輸出端output_2所輸出的電壓位準會為兩倍的預設電壓V1；若預設電壓V_X’為第一電壓位準產生模組10的第一輸出端output_1所輸出的電壓位準的話，則第二電壓位準產生模組14’的第二輸出端output_2所輸出的電壓位準會為三倍的預設電壓V1。

〔實施例的可能功效〕

綜合以上所述，本發明實施例提供一種電荷泵浦電路，此電荷泵浦電路透過第一電壓位準產生模組中的第一開關組與第二電壓位準產生模組中的第二開關組來選擇性地導通不同的電流路徑，並藉由複數個電容於不同電流路徑時的充放電特性，來使得第一電壓位準產生模組中的第一輸出端與第二電壓位準產生模組中的第二輸出端可以分別輸出兩個不同電壓位準的電壓。此外，第二電壓位準產生模組更可以依據第一電壓位準產生模組的第一輸出端所輸出的電壓來產生對應的輸出電壓。藉此，本發明實施例之電荷泵浦電路可適用在顯示器中，以對顯示器提供兩個不同電壓位準的閘極截止電壓與閘極導通電壓，並且僅需在用以輸出閘極導通電壓的電壓位準產生模組中設置一組電荷泵浦，降低了製造成本，十分具有實用性。

雖然本發明以上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧電荷泵浦電路

10‧‧‧第一電壓位準產生模組

100‧‧‧第一開關組

12‧‧‧第一電壓調整器

14‧‧‧第二電壓位準產生模組

140‧‧‧第二開關組

16‧‧‧第二電壓調整器

V1、V_X‧‧‧預設電壓

C1~C4‧‧‧電容

SW1~SW4‧‧‧切換開關

a、b‧‧‧切換節點

output_1‧‧‧第一輸出端

output_2‧‧‧第二輸出端

Claims

一種電荷泵浦電路，包括：一第一電壓位準產生模組，具有一第一輸出端，該第一電壓位準產生模組包括：一第一電容；一第二電容，該第二電容的一端耦接該第一輸出端；以及一第一開關組，用以選擇性地切換導通一第一電流路徑與一第二電流路徑，於該第一電流路徑導通時，該第一電容儲存有一第一預設電壓，於該第二電流路徑導通時，該第一電容串聯耦接該第二電容的一端，該第二電容儲存有一第二預設電壓；以及一第二電壓位準產生模組，具有一第二輸出端，該第二電壓位準產生模組包括：一第三電容；一第四電容，該第四電容的一端耦接該第二輸出端；以及一第二開關組，用以選擇性地切換導通一第三電流路徑與一第四電流路徑，於該第三電流路徑導通時，該第三電容儲存有一第三預設電壓，該第三預設電壓為該第一預設電壓與一第四預設電壓的電壓差值，於該第四電流路徑導通時，該第三電容串聯耦接該第四電容的一端，該第四電容儲存有該第一預設電壓與該第三預設電壓的電壓總和。
如請求項1所述之電荷泵浦電路，其中該第二預設電壓為反向的該第一預設電壓，該第四預設電壓為該第二電容所儲存的該第二預設電壓，當該第二電流路徑導通時，該第一輸出端所輸出的電壓位準為反向的該第一預設電壓，當該第四電流路徑導通時，該第二輸出端所輸出的電壓位準為三倍的該第一預設電壓。
如請求項1所述之電荷泵浦電路，其中該第一開關組更包括：一第一切換開關，具有一第一切換節點、一第二切換節點及一第一共同節點，該第一切換節點耦接該第一預設電壓，該第二切換節點耦接至一接地電位，該第一共同節點耦接該第一電容的一端；以及一第二切換開關，具有一第三切換節點、一第四切換節點及一第二共同節點，該第三切換節點耦接該第二切換節點，該第四切換節點耦接於該第二電容與該第一輸出端之間，該第二共同節點耦接該第一電容的另一端；其中，於該第一電流路徑導通時，該第一共同節點耦接該第一切換節點且該第二共同節點耦接該第三切換節點，該第一預設電壓對該第一電容進行充電，於該第二電流路徑導通時，該第一共同節點耦接該第二切換節點且該第二共同節點耦接該第四切換節點，該第一電容對該接地電位進行放電，以使該第二電容的該第二預設電壓為反向的該第一預設電壓。
如請求項3所述之電荷泵浦電路，其中該第一電壓位準產生模組更包括一第一電壓調整器，該第一電壓調整器耦接該第一切換開關與該第二切換開關，該第一電壓調整器用以同時控制該第一切換開關與該第二切換開關的切換，以使該第一電流路徑或該第二電流路徑導通。
如請求項1所述之電荷泵浦電路，其中該第二開關組更包括：一第三切換開關，具有一第五切換節點、一第六切換節點及一第三共同節點，該第五切換節點耦接該第一預設電壓，該第六切換節點耦接於該第四電容與該第二輸出端之間，該第三共同節點耦接該第三電容的一端；以及一第四切換開關，具有一第七切換節點、一第八切換節點及一第四共同節點，該第七切換節點耦接該第四預設電壓，該第八切換節點耦接該第一預設電壓，該第四共同節點耦接該第三電容的另一端；其中，於該第三電流路徑導通時，該第三共同節點耦接該第五切換節點且該第四共同節點耦接該第七切換節點，該第三電容依據該第三預設電壓而被充電，於該第四電流路徑導通時，該第三共同節點耦接該第六切換節點且該第四共同節點耦接該第八切換節點，該第四電容依據該第一預設電壓與該第三預設電壓而被充電。
如請求項5所述之電荷泵浦電路，其中該第二電壓位準產生模組更包括一第二電壓調整器，該第二電壓調整器耦接該第三切換開關與該第四切換開關，該第二電壓調整器用以同時控制該第三切換開關與該第四切換開關的切換，以使該第三電流路徑或該第四電流路徑導通。
一種電荷泵浦電路，包括：一第一電壓位準產生模組，具有一第一輸出端，該第一電壓位準產生模組包括：一第一電容；一第二電容，該第二電容的一端耦接該第一輸出端；以及一第一開關組，用以選擇性地切換導通一第一電流路徑與一第二電流路徑，於該第一電流路徑導通時，該第一電容儲存有一第一預設電壓，於該第二電流路徑導通時，該第一電容串聯耦接該第二電容的一端，該第二電容儲存有一第二預設電壓；以及一第二電壓位準產生模組，具有一第二輸出端，該第二電壓位準產生模組包括：一第三電容；一第一二極體，該第一二極體的陽極耦接該第一預設電壓，該第一二極體的陰極耦接該第三電容的第一端；一第二二極體，該第二二極體的陽極耦接於該第三電容的第一端與該第一二極體的陰極之間，該第二二極體的陰極耦接該第二輸出端；一第四電容，耦接於該第二二極體的陰極與該第二輸出端之間；以及一第二開關組，用以選擇性地切換導通一第三電流路徑與一第四電流路徑，於該第三電流路徑導通時，該第四電容儲存有該第一預設電壓，於該第四電流路徑導通時，該第三電容的第二端耦接一第三預設電壓，以使該第二輸出端輸出的電壓位準為兩倍的該第一預設電壓與該第三預設電壓的電壓差值。
如請求項7所述之電荷泵浦電路，其中該第二預設電壓為反向的該第一預設電壓，該第三預設電壓為該第二電容所儲存的該第二預設電壓，當該第二電流路徑導通時，該第一輸出端所輸出的電壓位準為反向的該第一預設電壓，當該第四電流路徑導通時，該第三電容的跨壓為該第一預設電壓與該第三預設電壓的電壓差值。
如請求項7所述之電荷泵浦電路，其中該第一開關組更包括：一第一切換開關，具有一第一切換節點、一第二切換節點及一第一共同節點，該第一切換節點耦接該第一預設電壓，該第二切換節點耦接至一接地電位，該第一共同節點耦接該第一電容的一端；以及一第二切換開關，具有一第三切換節點、一第四切換節點及一第二共同節點，該第三切換節點耦接該第二切換節點，該第四切換節點耦接於該第二電容與該第一輸出端之間，該第二共同節點耦接該第一電容的另一端；其中，於該第一電流路徑導通時，該第一共同節點耦接該第一切換節點且該第二共同節點耦接該第三切換節點，該第一預設電壓對該第一電容進行充電，於該第二電流路徑導通時，該第一共同節點耦接該第二切換節點且該第二共同節點耦接該第四切換節點，該第一電容對該接地電位進行放電，以使該第二電容的該第二預設電壓為反向的該第一預設電壓。
如請求項9所述之電荷泵浦電路，其中該第一電壓位準產生模組更包括一第一電壓調整器，該第一電壓調整器耦接該第一切換開關與該第二切換開關，該第一電壓調整器用以同時控制該第一切換開關與該第二切換開關的切換，以使該第一電流路徑或該第二電流路徑導通。
如請求項7所述之電荷泵浦電路，其中該第二開關組具有一第五切換節點、一第六切換節點及一第三共同節點，該第五切換節點耦接於該第一預設電壓與該第一電晶體的陽極之間，該第六切換節點耦接該第三預設電壓，該第三共同節點耦接該第三電容的第二端。
如請求項11所述之電荷泵浦電路，其中該第二電壓位準產生模組更包括一第二電壓調整器，該第二電壓調整器耦接該第三切換開關，該第二電壓調整器用以控制該第三切換開關的切換，以使該第三電流路徑或該第四電流路徑導通。