TWI484741B - 充電泵電路及具有該充電泵電路之裝置 - Google Patents

充電泵電路及具有該充電泵電路之裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI484741B
TWI484741B TW099118593A TW99118593A TWI484741B TW I484741 B TWI484741 B TW I484741B TW 099118593 A TW099118593 A TW 099118593A TW 99118593 A TW99118593 A TW 99118593A TW I484741 B TWI484741 B TW I484741B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
terminal
voltage
control signal
output
input terminal
Prior art date
Application number
TW099118593A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201125272A (en
Inventor
Zhongyuan Wu
Yoon Kyung Choi
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of TW201125272A publication Critical patent/TW201125272A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI484741B publication Critical patent/TWI484741B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H02M3/073—Charge pumps of the Schenkel-type
    • H02M3/078—Charge pumps of the Schenkel-type with means for reducing the back bias effect, i.e. the effect which causes the threshold voltage of transistors to increase as more stages are added to the converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

充電泵電路及具有該充電泵電路之裝置
發明性概念之實例實施例係關於半導體器件，且更特定言之係關於一種能夠防止栓鎖效應之充電泵電路及具有該充電泵電路之裝置。
本申請案根據35 U.S.C. § 119主張在2010年1月5日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2010-0000507號的優先權，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
為防止在輸出電路之輸出級處臨限電壓之降落，將一用於傳輸具有高位準之電壓的電晶體具體化為PMOS。在充電泵電路中所使用之PMOS電晶體的主體大體連接至輸出級。然而，在啟動充電泵電路之開始處，充電泵電路之輸出端子的電壓低於內部端子之電壓或輸入電壓，使得形成於p+擴散區域與n井區域之間的二級體可被加正向偏壓。此情形可引起栓鎖效應，且因此，充電泵電路可能不執行正常操作。
發明性概念提供一種用於防止栓鎖效應之充電泵電路、一種包括該充電泵電路之驅動器及一種包括該驅動器之顯示器件。
一實例實施例係針對一種充電泵電路，其包括：一第一電晶體，其包括一第一主體端子、一第一輸入端子及一第一輸出端子；一第一切換電路，其經組態以基於該第一輸入端子之一電壓及該第一輸出端子之一電壓將該第一主體端子連接至該第一輸入端子及該第一輸出端子中之一者；一第一電容器，其具有一連接至該第一輸出端子之第一端子；及一第二切換電路，其經組態以回應於複數個時脈信號將該第一電容器之一第二端子連接至該第一輸入端子或一接地。
該第一切換電路包括：一第一控制信號產生器，其經組態以：(1)在該第一輸入端子之該電壓高於該第一輸出端子之該電壓的情況下，輸出一具有一低位準電壓之第一控制信號及一具有該第一輸入端子之該電壓的第二控制信號；及(2)在該第一輸出端子之該電壓高於該第一輸入端子之該電壓的情況下，輸出具有該第一輸出端子之該電壓的該第一控制信號及具有該低位準電壓之該第二控制信號；一第一切換電晶體，其經組態以回應於該第一控制信號而連接該第一輸入端子及該第一主體端子；及一第二切換電晶體，其經組態以回應於該第二控制信號而連接該第一輸出端子及該第一主體端子。該第一切換電晶體之一第一主體及該第二切換電晶體之一第二主體連接至該第一主體端子。
該第一控制信號產生器經組態以在該第一輸入端子之該電壓與該第一輸出端子之該電壓相同的情況下，輸出具有一第一中間位準電壓之該第一控制信號及該第二控制信號。
另一實例實施例係針對一種充電泵電路，其進一步包括：一第二電晶體，其包括一第二主體端子、一連接至該第一輸出端子之第二輸入端子，及一經組態以輸出一輸出電壓之第二輸出端子；一第三切換電路，其經組態以基於該第二輸入端子之一電壓及該第二輸出端子之一電壓將該第二主體端子連接至該第二輸入端子及該第二輸出端子中之一者；及一第二電容器，其連接於該第二輸出端子與該接地之間。
該第三切換電路包括：一第二控制信號產生器，其經組態以：(1)在該第二輸入端子之該電壓高於該第二輸出端子之該電壓的情況下，輸出一具有一低位準電壓之第三控制信號及一具有該第二輸入端子之該電壓的第四控制信號；及(2)在該第二輸出端子之該電壓高於該第二輸入端子之該電壓的情況下，輸出具有該第二輸出端子之該電壓的該第三控制信號及具有該低位準電壓之該第四控制信號；一第三切換電晶體，其經組態以回應於該第三控制信號而連接該第二輸入端子及該第二主體端子；及一第四切換電晶體，其經組態以回應於該第四控制信號而連接該第二輸出端子及該第二主體端子。該第三切換電晶體之一第三主體及該第四切換電晶體之一第四主體連接至該第二主體端子。
該第二控制信號產生器經組態以在該第二輸入端子之該電壓與該第二輸出端子之該電壓相同的情況下，輸出具有一第二中間位準電壓之該第三控制信號及該第四控制信號。
另一實例實施例係針對一種驅動器，其包括：該充電泵電路；及一閘極線驅動器，其經組態以輸出一自該充電泵電路輸出至一閘極線之輸出電壓。
另一實例實施例係針對一種顯示器件，其包括：一面板，其包括複數條閘極線；一驅動器，其用於驅動該複數條閘極線中之一者；及耦接至該驅動器之該充電泵電路。
發明性概念之此等及/或其他態樣及優點在結合隨附圖式考慮時將自實例實施例之以下描述變得顯而易見且更易於瞭解。
下文將參看隨附圖式來更全面地描述各種實例實施例，在該等圖式中展示一些實例實施例。然而，發明性概念可以許多不同形式具體化且不應解釋為限於本文中所陳述之實例實施例。實情為，提供實例實施例使得本發明將為詳盡且完整的，且將向熟習此項技術者充分傳達發明性概念之範疇。在圖式中，為清晰起見，可誇示層及區域之大小與相對大小。貫穿全文相似數字指代相似元件。
應理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可用以描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語用以將一元件與另一元件進行區分。因此，在不脫離發明性概念之教示的情況下，可將下文所論述之第一元件稱為第二元件。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之所列項目中之一或多者的任何及所有組合。
應理解，當一元件被稱為「連接」或「耦接」至另一元件時，其可直接連接或耦接至另一元件或可存在介入元件。對比而言，當一元件被稱為「直接連接」或「直接耦接」至另一元件時，不存在介入元件。用以描述元件之間的關係之其他詞應以相似型式進行解譯(例如，「在...之間」對「直接在...之間」、「鄰近」對「直接鄰近」，等)。
本文中所使用之術語僅出於描述特定實例實施例之目的且並非意欲限制發明性概念。如本文中所使用，單數形式「一」及「該」意欲亦包括複數形式，除非上下文另外清晰指示。應進一步理解，當術語「包含」及/或「包括」用於本說明書中時，其指定所述之特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但並不排除一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。
除非另外定義，否則本文中所使用之所有術語(包括技術及科學術語)具有與一般熟習發明性概念所屬之技術者通常所理解的含義相同的含義。應進一步理解，術語(諸如，常用字典中所定義之彼等術語)應解譯為具有與其在相關技術背景中之含義一致的含義且將不以理想化或過度正式之意義來解譯，除非本文中明確地如此定義。
圖1展示根據一實例實施例之充電泵電路的電路圖。
參看圖1，充電泵電路10包括第一傳輸電路，例如，第一電晶體11、第一電容器13、第一切換電路20、第二切換電路15，及第二傳輸電路，例如，第二電晶體31、第三切換電路40及第二電容器47。
充電泵電路10藉由回應於複數個時脈信號Phi1及Phi2重複地執行充電階段(或充電操作)及放電階段(或放電操作)來升高輸入電壓VIN，且將一升高電壓VCIP輸出至第二輸出端子N4。
第一電晶體11包括第一主體端子或主體電極BULK1、第一輸入端子N1及第一輸出端子N2。第一位準移位器17回應於反相之第一時脈信號/phi1輸出第一位準移位信號/phi1_M1以改良電晶體11之切換操作。第一位準移位信號/phi1_M1之位準具有在接地電壓VSS與第一電壓VH1之間的範圍。第一電壓VH1高於接地電壓VSS。如應理解，主體端子為連接至半導體器件(諸如，電晶體)之基板之主體的端子。
第一電晶體11回應於第一位準移位信號/phi1_M1而接通以對第一電容器13充電，且斷開以對第一電容器13放電。根據一實施例，可將第一電晶體11具體化為PMOS電晶體。
第一切換電路20根據第一輸入端子N1之電壓VIN及第一輸出端子N2之電壓VCIP將第一主體端子BULK1連接至第一輸入端子N1及第一輸出端子N2中的一者。第一切換電路20包括第一控制信號產生器21、第一切換電晶體23及第二切換電晶體25。
圖2展示用於解釋圖1中所說明之第一控制信號產生器之操作的方塊圖。參看圖1及圖2，當第一輸入端子N1之電壓VIN高於第一輸出端子N2之電壓VCIP時(狀況I)，第一控制信號產生器21輸出一具有低位準之第一控制信號VP1及一具有第一輸入端子N1之電壓VIN的第二控制信號VP2。
第一切換電晶體23回應於第一控制信號VP1控制第一輸入端子N1與第一主體端子BULK1之間的連接，且第二切換電晶體25回應於第二控制信號VP2控制第一輸出端子N2與第一主體端子BULK1之間的連接。根據一實例實施例，可將第一切換電晶體23及第二切換電晶體25具體化為PMOS電晶體。因此，當第一控制信號VP1為低位準時，第一切換電晶體23被接通且連接第一輸入端子N1與第一主體端子BULK1。
當第二控制信號VP2為第一輸入端子N1之電壓VIN時，第二切換電晶體25斷開，使得第一輸出端子N2與第一主體端子BULK1並未彼此連接。當第一輸出端子N2之電壓VCIP高於第一輸入端子N1之電壓VIN時(狀況II)，第一控制信號產生器21輸出一具有第一輸出端子N1之電壓VCIP的第一控制信號VP1及一具有低位準之第二控制信號VP2。
因此，當第一控制信號VP1為第一輸出端子N1之電壓VCIP時，第一切換電晶體23斷開，使得第一輸入端子N1與第一主體端子BULK1並未彼此連接。當第二控制信號VP2為低位準時，第二切換電晶體25被接通，使得第一輸出端子N2與第一主體端子BULK1彼此連接。
當第一輸出端子N2之電壓VCIP與第一輸入端子N1之電壓VIN相同時，第一控制信號產生器21輸出第一控制信號VP1及第二控制信號VP2，該第一控制信號VP1及該第二控制信號VP2分別具有一電壓αVIN，該電壓αVIN具有第一中間位準。此處，α可小於1。
當第一控制信號為具有第一中間位準之電壓αVIN時，具有第一中間位準之電壓αVIN可接通第一切換電晶體23，使得第一輸入端子N1與第一主體端子BULK1彼此連接。另一方面，當第二控制信號VP2為具有第一中間位準之電壓αVIN時，具有第一中間位準之電壓αVIN可接通第二切換電晶體25，使得第一輸入端子N2與第一主體端子BULK1可彼此連接。因此，當第一控制信號VP1及第二控制信號VP2分別具有第一中間位準時，第一切換電晶體23及第二切換電晶體25可分別接通，使得第一主體端子BULK1未浮動而是連接至第一輸入端子N1及第一輸出端子N2。
第一電容器13根據第一電晶體11或第二切換電路15而充電或放電。第二切換電路15為用於對第一電容器13充電或放電的切換電路。第二切換電路包括第五切換電晶體15-1及第六切換電晶體15-3。
第五切換電晶體15-1可回應於第一時脈信號phi1而切換，且第六切換電晶體15-3可回應於反相之第二時脈信號/phi2而切換。根據一實例實施例，可將第五切換電晶體15-1具體化為NMOS電晶體且可將第六切換電晶體15-3具體化為PMOS電晶體。
第二位準移位器49回應於反相之第二時脈信號/phi2輸出第二位準移位信號/phi2_M2，以改良第二電晶體31之切換操作。第二位準移位信號/phi2_M2之位準具有在接地電壓VSS與第二電壓VH2之間的範圍。第二電壓VH2高於接地電壓VSS。
第二電晶體31回應於第二位準移位信號/phi2_M2而接通或斷開，以將在第二輸入端子N3(=N2)中充電之電壓傳輸至第二輸出端子N4。根據一實例實施例，可將第二電晶體31具體化為PMOS電晶體。第三切換電路40根據第二輸入端子N3之電壓VCIP及第二輸出電壓N4之電壓VOUT將第二主體端子BULK2連接至第二輸入端子N3及第二輸出端子N4中之一者。第三切換電路40包括第二控制信號產生器41、第三切換電晶體43及第四切換電晶體45。
圖3展示用於解釋圖1中所說明之第二控制信號產生器之操作的方塊圖。參看圖1及圖3，當第二輸入端子N3之電壓VCIP高於第二輸出端子N4之電壓VOUT時(狀況I')，第二控制信號產生器41輸出具有低位準之第三控制信號VP3及具有第二輸入端子N3之電壓VCIP的第四控制信號VP4。
第三切換電晶體43回應於第三控制信號VP3而控制第二輸入端子N3與第二主體端子BULK2之間的連接，且第四切換電晶體45回應於第四控制信號VP4而控制第二輸出端子N4與第二主體端子BULK2之間的連接。根據一實例實施例，可將第三切換電晶體43及第四切換電晶體45具體化為PMOS電晶體。因此，當第三控制信號VP3為低位準時，第三切換電晶體43被接通，使得第二輸入端子N3與第二主體端子BULK2彼此連接。
當第四控制信號VP4為第二輸入端子N3之電壓VCIP時，第四切換電晶體45斷開，使得第二輸出端子N4與第二主體端子BULK2並未彼此連接。
當第二輸出端子N4之電壓VOUT高於第二輸入端子N3之電壓VCIP時，第二控制信號產生器41輸出具有第二輸出端子N4之電壓VOUT的第三控制信號VP3及具有低位準之第四控制信號VP4。因此，當第三控制信號VP3為第二輸出端子N4之電壓VOUT時，第三切換電晶體23斷開，使得第二輸入端子N3與第二主體端子BULK2並未彼此連接。當第四控制信號VP4為低位準時，第四切換電晶體45被接通，使得第二輸出端子N4與第二主體端子BULK2彼此連接(狀況II')。
當第二輸出端子N4之電壓VOUT與第二輸入端子N3之電壓VCIP相同時(狀況III')，第二控制信號產生器41輸出第三控制信號VP3及第四控制信號VP4，該第三控制信號VP3及該第四控制信號VP4分別具有一電壓βVCIP，該電壓βVCIP具有第二中間位準。舉例而言，β可小於1。
當第三控制信號VP3為電壓βVCIP時，電壓βVCIP接通第三切換電晶體43，使得第二輸入端子N3與第二主體端子BULK2彼此連接。當第四控制信號VP4為電壓βVCIP時，電壓βVCIP接通第四切換電晶體45，使得第二輸出端子N4與第二主體端子BULK2彼此連接。
當第三控制信號VP3及第四控制信號VP4分別具有第二中間位準時，第三切換電晶體43及第四切換電晶體45被接通，使得第二主體端子BULK2未浮動而是連接至第二輸入端子N3及第二輸出端子N4。舉例而言，第二電容器47可根據第一電晶體11、第二切換電路15及第二電晶體31之每一操作而被充電兩倍之輸入電壓VIN。
圖4展示圖1中所說明之第一控制信號產生器的電路圖。第一控制信號產生器21之結構實質上與第二控制信號產生器41之結構相同，因此，出於簡潔性起見，僅在圖4中說明第一控制信號產生器21。
參看圖1、圖2及圖4，第一控制信號產生器21包括第一單元(單元1)及第二單元(單元2)。第一單元(單元1)包括第一分支53及第二分支55。第一分支53將第一輸入端子N1之電壓VIN(第二控制信號產生器41中之VCIP)轉換為第一單元電流Ib1。第二分支55將第一單元電流Ib1轉換為第一控制信號VP1(第二控制信號產生器41中之第三控制信號VP3)。
第一分支53包括串聯連接於第一輸入端子N1與接地VSS之間的第三PMOS電晶體Mp3、第一輸入電晶體NM1及第三NMOS電晶體Mn3。第三PMOS電晶體Mp3之汲極端子及閘極端子彼此連接。第一輸入電晶體NM1之閘極端子連接至第一輸入端子N1。第三NMOS電晶體Mn3之閘極端子接收偏壓電壓Vb。
第二分支55包括串聯連接於第一輸入端子N1與第一NMOS電晶體Mn1之間的第一PMOS電晶體Mp1。第一PMOS電晶體Mp1之閘極端子連接至第三PMOS電晶體Mp3之閘極端子。第一NMOS電晶體Mn1之閘極端子接收偏壓電壓Vb。
第二單元(單元2)包括第三分支57及第四分支59。第三分支57將第一輸出端子N2之電壓VCIP(第二控制信號產生器41之電壓VOUT)轉換為第二單元電流Ib2。第四分支59將第二單元電流Ib2轉換為第二控制信號VP2(第二控制信號產生器41之第四控制信號VP4)。第三分支57包括串聯連接之第一輸出端子N2、第四PMOS電晶體Mp4、接地VSS、第二輸入電晶體NM2及第四NMOS電晶體Mn4。
第四PMOS電晶體Mp4之汲極端子及閘極端子彼此連接。第二輸入電晶體NM2之閘極端子連接至第一輸出端子N2。第四NMOS電晶體Mn4之閘極端子接收偏壓電壓Vb。
第四分支59包括串聯連接之第二PMOS電晶體Mp2、第一輸出端子N2、接地VSS及第二NMPS電晶體Mn2。第二PMOS電晶體Mp2之閘極端子連接至第四PMOS電晶體Mp4之閘極端子。第二NMOS電晶體Mn2之閘極端子接收偏壓電壓Vb。
當第一輸入電晶體NM1及第二輸入電晶體NM2分別在一飽和區域中操作時，第一單元電流Ib1變得與第一輸入端子N1之電壓VIN的平方有關且第二單元電流Ib2變得與第一輸出端子N2之電壓VCIP的平方有關。當第一輸入電晶體NM1及第二輸入電晶體NM2分別在一截止區域中操作時，每一單元電流Ib1及Ib2以及每一電壓VIN及VCIP可為指數。
當第一輸入端子N1之電壓VIN高於第一輸出端子N2之電壓VCIP時(狀況I)，第一單元電流Ib1可為對應於第一單元(單元1)之偏電流Ib1與第二單元(單元2)之偏電流Ib2之總和的電流21b，且第二單元(單元2)之電流Ib2可為0。
第一單元電流Ib1複製至第二分支55且轉換以產生第一控制信號VP1。由於複製電流2Ib大於偏電流Ib1，因此第一控制信號VP1具有第一輸入端子N1之電壓VIN的位準且第二控制信號VP2具有低位準。
當第一輸出端子N2之電壓VCIP高於第一輸入端子N1之電壓VIN時(狀況II)，第二單元電流Ib2變成對應於第一單元(單元1)之偏電流Ib1 與第二單元之偏電流Ib2 之總和的電流2Ib，且第一單元之電流Ib1可為0。
第二單元電流Ib2複製至第四分支59且轉換以操作第二控制信號VP2。由於複製電流2Ib大於偏電流Ib2 ，因此第二控制信號VP2具有第一輸出端子之電壓VCIP的位準且第一控制信號VP1具有低位準。
當第一輸出端子N2之電壓VCIP與第一輸入端子N1之電壓VIN相同時(狀況III)，第一單元電流Ib1及第二單元電流Ib2分別與偏電流Ib1 及Ib2 相同。
第一單元電流Ib1複製至第二分支55且第二單元電流Ib2複製至第四分支59。由於第二分支55之電晶體Mp1及Mn1以及第四分支59之電晶體Mp2及Mn2在一飽和區域中操作，因此第一控制信號VP1及第二控制信號VP2分別具有一具有第一中間位準之電壓αVIN。
圖5為用於控制圖1中所說明之充電泵電路之操作的第一時脈信號phi1及第二時脈信號phi2之時序圖。參看圖1及圖5，每一時脈信號phi1及/phi1為用於接通或斷開每一電晶體11及15-1之信號。
時脈信號/phi2為用於接通或斷開每一電晶體31及15-3之信號。每一時脈信號phi1及phi2為非重疊時脈信號，且每一時脈信號/phi1及/phi2為非重疊時脈信號。此處，「/」意謂反相。
充電泵電路10藉由根據第一時脈信號phi1及第二時脈信號phi2重複地執行充電步驟(T1)及放電步驟(T2)來升高輸入電壓VIN，且將升高電壓VCIP傳輸至第二輸出端子N4。
在充電步驟(T1)期間，第五切換電晶體15-1回應於第一時脈信號phi1而接通，第一電晶體11回應於反相之第一時脈信號/phi1而接通，且每一電晶體31及15-3回應於反相之第二時脈信號/phi2而斷開。因此，第一電容器13連接於第一輸入端子N1與接地VSS之間且被充電。
在放電步驟(T2)期間，第五切換電晶體15-1回應於第一時脈信號phi1而斷開，第一電晶體11回應於反相之第一時脈信號/phi1而斷開，且每一電晶體31及15-3回應於反相之第二時脈信號/phi2而接通。因此，第一電容器13連接於第一輸入端子N1與第二輸出端子N4之間且被放電。
圖6為用於解釋圖1中所說明之充電泵電路之操作的信號之時序圖。參看圖1及圖6，在T3之時間點處，輸入電壓VIN、第一時脈信號phi1及第二時脈信號phi2供應至充電泵電路10。
隨著充電泵電路10回應於第一時脈信號phi1及第二時脈信號phi2而輪流執行充電步驟(T1)及放電步驟(T2)，第一輸出端子N2之電壓VCIP被充電或放電。在升高之開始處，第二輸出端子N4之電壓VOUT低於第一輸出端子N2之電壓VCIP。在充電步驟(T1)處，第一輸出端子N2之電壓VCIP高於第二輸出端子N4之電壓VOUT，且在放電步驟(T2)處，第二輸出端子N4之電壓VOUT高於第一輸出端子N2之電壓VCIP。
根據第二輸入端子N3之電壓VCIP及第二輸出端子N4之電壓VOUT，第三切換電路40將第二主體端子BULK2連接至第二輸入端子N3及第二輸出端子N4中具有更高電壓的一者。由於第二主體端子BULK2連接至第二輸入端子N3之電壓VCIP及第二輸出端子N4之電壓VOUT中具有更高電壓的一者，因此未出現第二主體端子BULK2之電流I_BULK2。因此，充電泵電路10可防止栓鎖效應。
圖7展示一方塊圖，該方塊圖展示顯示器件之一實例實施例，該顯示器件包括圖1中所說明之充電泵電路。參看圖7，顯示器件100包括面板110、源極驅動器120、閘極驅動器130、充電泵電路10及控制器140。
面板110可包括複數條資料線、複數條閘極線，及形成於該複數條資料線與該複數條閘極線之交叉點處的複數個像素。該複數個像素可藉由每一電晶體而接通/斷開且該電晶體之接通/斷開可藉由閘極驅動器130來控制。
源極驅動器120回應於自控制器140輸出之控制信號及自充電泵電路10輸出之電壓而輸出一類比電壓，以驅動具體化於面板110處之複數條資料線或源極線。閘極驅動器130連續地驅動具體化於面板110中之複數條閘極線或掃描線，使得可回應於自控制器140輸出之控制信號及自充電泵電路10輸出之電壓將自源極驅動器120輸出的類比電壓供應至每一像素。
參看圖1至圖6所解釋之充電泵電路10可回應於自控制器140輸出之複數個控制信號(例如，圖1中所說明之控制信號)將升高電壓VOUT供應至源極驅動器120或閘極驅動器130。控制器140可產生能夠控制源極驅動器120及閘極驅動器130之操作的複數個時序控制信號。
根據實例實施例之充電泵電路及包括該充電泵電路之裝置可防止栓鎖效應。
儘管已展示並描述了發明性概念之少數實例實施例，但熟習此項技術者將瞭解，可在不脫離發明性概念之原理及精神的情況下在此等實例實施例中作出改變，該等發明性概念之範疇界定於所附申請專利範圍及其等效物中。
2．．．Ib電流
10．．．充電泵電路
11．．．第一電晶體
13．．．第一電容器
15．．．第二切換電路
15-1．．．第五切換電晶體
15-3．．．第六切換電晶體
17．．．第一位準移位器
20．．．第一切換電路
21．．．第一控制信號產生器
23．．．第一切換電晶體
25．．．第二切換電晶體
31．．．第二電晶體
40．．．第三切換電路
41．．．第二控制信號產生器
43．．．第三切換電晶體
45．．．第四切換電晶體
47．．．第二電容器
49．．．第二位準移位器
53．．．第一分支
55．．．第二分支
57．．．第三分支
59．．．第四分支
100．．．顯示器件
110．．．面板
120．．．源極驅動器
130．．．閘極驅動器
140．．．控制器
BULK1．．．第一主體端子或主體電極
BULK2．．．第二主體端子
Ib1．．．第一單元電流
Ib1 ．．．第一單元(單元1)之偏電流
Ib2．．．第二單元電流
Ib2 ．．．第二單元之偏電流
I_BULK2．．．第二主體端子BULK2之電流
Mn1．．．第一NMOS電晶體
Mn2．．．第二NMPS電晶體
Mn3．．．第三NMOS電晶體
Mn4．．．第四NMOS電晶體
Mp1．．．第一PMOS電晶體
Mp2．．．第二PMOS電晶體
Mp3．．．第三PMOS電晶體
Mp4．．．第四PMOS電晶體
N1．．．第一輸入端子
N2．．．第一輸出端子
N3．．．第二輸入端子
N4．．．第二輸出端子
NM1．．．第一輸入電晶體
NM2．．．第二輸入電晶體
phi1．．．第一時脈信號
phi2．．．第二時脈信號
Vb．．．偏壓電壓
VCIP．．．升高電壓
VH1．．．第一電壓
VH2．．．第二電壓
VIN．．．輸入電壓
VOUT．．．電壓
VP1．．．第一控制信號
VP2．．．第二控制信號
VP3．．．第三控制信號
VP4．．．第四控制信號
VSS．．．接地電壓
αVIN．．．電壓
/phi1．．．反相之第一時脈信號
/phi1_M1．．．第一位準移位信號
/phi2．．．反相之第二時脈信號
/phi2_M2．．．第二位準移位信號
圖1展示根據一實例實施例之充電泵電路的電路圖；
圖2展示用於解釋圖1中所說明之第一控制信號產生器之操作的方塊圖；
圖3展示用於解釋圖1中所說明之第二控制信號產生器之操作的方塊圖；
圖4展示圖1中所說明之第一控制信號產生器的電路圖；
圖5為用於控制圖1中所說明之充電泵電路之操作的第一時脈信號及第二時脈信號之時序圖；
圖6為用於解釋圖1中所說明之充電泵電路之操作的信號之時序圖；及
圖7展示根據一顯示器件之一實例實施例的方塊圖，該顯示器件包括圖1中所說明之充電泵電路。
10．．．充電泵電路
11．．．第一電晶體
13．．．第一電容器
15．．．第二切換電路
15-1．．．第五切換電晶體
15-3．．．第六切換電晶體
17．．．第一位準移位器
20．．．第一切換電路
21．．．第一控制信號產生器
23．．．第一切換電晶體
25．．．第二切換電晶體
31．．．第二電晶體
40．．．第三切換電路
41．．．第二控制信號產生器
43．．．第三切換電晶體
45．．．第四切換電晶體
47．．．第二電容器
49．．．第二位準移位器
BULK1．．．第一主體端子或主體電極
BULK2．．．第二主體端子
N1．．．第一輸入端子
N2．．．第一輸出端子
N3．．．第二輸入端子
N4．．．第二輸出端子
phi1．．．第一時脈信號
VCIP．．．升高電壓
VH1．．．第一電壓
VH2．．．第二電壓
VIN．．．輸入電壓
VOUT．．．電壓
VP1．．．第一控制信號
VP2．．．第二控制信號
VP3．．．第三控制信號
VP4．．．第四控制信號
VSS．．．接地電壓
/phi1．．．反相之第一時脈信號
/phi1_M1．．．第一位準移位信號
/phi2．．．反相之第二時脈信號
/phi2_M2．．．第二位準移位信號

Claims (11)

  1. 一種充電泵電路，其包含：一第一電晶體，其包括一第一主體端子、一第一輸入端子及一第一輸出端子；一第一切換電路，其經組態以基於該第一輸入端子之一電壓及該第一輸出端子之一電壓將該第一主體端子連接至該第一輸入端子及該第一輸出端子中之一者，該第一切換電路包括：一第一控制信號產生器，其經組態以：(1)在該第一輸入端子之該電壓高於該第一輸出端子之該電壓的情況下，輸出一具有一低位準電壓之第一控制信號及一具有該第一輸入端子之該電壓的第二控制信號；及(2)在該第一輸出端子之該電壓高於該第一輸入端子之該電壓的情況下，輸出具有該第一輸出端子之該電壓的該第一控制信號及具有該低位準電壓之該第二控制信號，一第一切換電晶體，其經組態以回應於該第一控制信號而連接該第一輸入端子及該第一主體端子，及一第二切換電晶體，其經組態以回應於該第二控制信號而連接該第一輸出端子及該第一主體端子，該第一切換電晶體之一第一主體及該第二切換電晶體之一第二主體連接至該第一主體端子；一第一電容器，其具有一連接至該第一輸出端子之第一端子；及一第二切換電路，其經組態以回應於複數個時脈信號 將該第一電容器之一第二端子連接至該第一輸入端子或一接地。
  2. 如請求項1之充電泵電路，其中該第一控制信號產生器經組態以在該第一輸入端子之該電壓與該第一輸出端子之該電壓相同的情況下，輸出具有一第一中間位準電壓之該第一控制信號及該第二控制信號。
  3. 如請求項1之充電泵電路，其進一步包含：一第二電晶體，其包括一第二主體端子、一連接至該第一輸出端子之第二輸入端子，及一經組態以輸出一輸出電壓之第二輸出端子；一第三切換電路，其經組態以基於該第二輸入端子之一電壓及該第二輸出端子之一電壓將該第二主體端子連接至該第二輸入端子及該第二輸出端子中之一者；及一第二電容器，其連接於該第二輸出端子與該接地之間。
  4. 如請求項3之充電泵電路，其中該第三切換電路包含：一第二控制信號產生器，其經組態以：(1)在該第二輸入端子之該電壓高於該第二輸出端子之該電壓的情況下，輸出一具有一低位準電壓之第三控制信號及一具有該第二輸入端子之該電壓的第四控制信號；及(2)在該第二輸出端子之該電壓高於該第二輸入端子之該電壓的情況下，輸出具有該第二輸出端子之該電壓的該第三控制信號及具有該低位準電壓之該第四控制信號；一第三切換電晶體，其經組態以回應於該第三控制信 號而連接該第二輸入端子及該第二主體端子；及一第四切換電晶體，其經組態以回應於該第四控制信號而連接該第二輸出端子及該第二主體端子，其中該第三切換電晶體之一第三主體及該第四切換電晶體之一第四主體連接至該第二主體端子。
  5. 如請求項4之充電泵電路，其中該第二控制信號產生器經組態以在該第二輸入端子之該電壓與該第二輸出端子之該電壓相同的情況下，輸出具有一第二中間位準電壓之該第三控制信號及該第四控制信號。
  6. 一種驅動器，其包含：一充電泵電路；及一閘極驅動器，其經組態以輸出一自該充電泵電路輸出至一閘極線之輸出電壓，其中該充電泵電路包括，一第一電晶體，其包括一第一主體端子、一第一輸入端子及一第一輸出端子，一第一切換電路，其經組態以基於該第一輸入端子之一電壓及該第一輸出端子之一電壓將該第一主體端子連接至該第一輸入端子及該第一輸出端子中之一者，該第一切換電路包括：一第一控制信號產生器，其經組態以：(1)在該第一輸入端子之該電壓高於該第一輸出端子之該電壓的情況下，輸出一具有一低位準電壓之第一控制信號及一具有該第一輸入端子之該電壓的第二控制信號；及(2)在該 第一輸出端子之該電壓高於該第一輸入端子之該電壓的情況下，輸出具有該第一輸出端子之該電壓的該第一控制信號及具有該低位準電壓之該第二控制信號，一第一切換電晶體，其經組態以回應於該第一控制信號而連接該第一輸入端子及該第一主體端子，及一第二切換電晶體，其經組態以回應於該第二控制信號而連接該第一輸出端子及該第一主體端子，該第一切換電晶體之一第一主體及該第二切換電晶體之一第二主體連接至該第一主體端子，一第一電容器，其具有一連接至該第一輸出端子之第一端子，一第二切換電路，其經組態以回應於複數個時脈信號將該第一電容器之一第二端子連接至該第一輸入端子或一接地，一第二電晶體，其包括一第二主體端子、一連接至該第一輸出端子之第二輸入端子，及一經組態以輸出該輸出電壓之第二輸出端子，一第三切換電路，其經組態以基於該第二輸入端子之一電壓及該第二輸出端子之一電壓將該第二主體端子連接至該第二輸入端子及該第二輸出端子中之一者，及一第二電容器，其連接於該第二輸出端子與該接地之間。
  7. 如請求項6之驅動器，其中該第一控制信號產生器經組態以在該第一輸入端子之該電壓與該第一輸出端子之該 電壓相同的情況下，輸出具有一第一中間位準電壓之該第一控制信號及該第二控制信號。
  8. 如請求項6之驅動器，其中該第三切換電路包含：一第二控制信號產生器，其經組態以：(1)在該第二輸入端子之該電壓高於該第二輸出端子之該電壓的情況下，輸出一具有一低位準電壓之第三控制信號及一具有該第二輸入端子之該電壓的第四控制信號；及(2)在該第二輸出端子之該電壓高於該第二輸入端子之該電壓的情況下，輸出具有該第二輸出端子之該電壓的該第三控制信號及具有該低位準電壓之該第四控制信號；一第三切換電晶體，其經組態以回應於該第三控制信號而連接該第二輸入端子及該第二主體端子；及一第四切換電晶體，其經組態以回應於該第四控制信號而連接該第二輸出端子及該第二主體端子，其中該第三切換電晶體之一第三主體及該第四切換電晶體之一第四主體連接至該第二主體端子。
  9. 如請求項8之驅動器，其中該第二控制信號產生器經組態以在該第二輸入端子之該電壓與該第二輸出端子之該電壓相同的情況下，輸出具有一第二中間位準電壓之該第三控制信號及該第四控制信號。
  10. 一種顯示器件，其包含：一面板，其包括複數條閘極線；一驅動器，其用於驅動該複數條閘極線中之一者；及一耦接至該驅動器之充電泵電路，該充電泵電路包 括，一第一電晶體，其包括一第一主體端子、一第一輸入端子及一第一輸出端子，一第一切換電路，其經組態以基於該第一輸入端子之一電壓及該第一輸出端子之一電壓將該第一主體端子連接至該第一輸入端子及該第一輸出端子中之一者，一第一電容器，其具有一連接至該第一輸出端子之第一端子，一第二切換電路，其經組態以回應於複數個時脈信號將該第一電容器之一第二端子連接至該第一輸入端子或一接地，一第二電晶體，其包括一第二主體端子、一連接至該第一輸出端子之第二輸入端子，及一經組態以輸出該輸出電壓之第二輸出端子，一第三切換電路，其經組態以基於該第二輸入端子之一電壓及該第二輸出端子之一電壓將該第二主體端子連接至該第二輸入端子及該第二輸出端子中之一者，該第三切換電路包括：一第二控制信號產生器，其經組態以：(1)在該第二輸入端子之該電壓高於該第二輸出端子之該電壓的情況下，輸出一具有一低位準電壓之第三控制信號及一具有該第二輸入端子之該電壓的第四控制信號；及(2)在該第二輸出端子之該電壓高於該第二輸入端子之該電壓的情況下，輸出具有該第二輸出端子之該電壓的該第三控 制信號及具有該低位準電壓之該第四控制信號，一第三切換電晶體，其經組態以回應於該第三控制信號而連接該第二輸入端子及該第二主體端子，及一第四切換電晶體，其經組態以回應於該第四控制信號而連接該第二輸出端子及該第二主體端子，該第三切換電晶體之一第三主體及該第四切換電晶體之一第四主體連接至該第二主體端子，及一第二電容器，其連接於該第二輸出端子與該接地之間。
  11. 如請求項10之顯示器件，其中該第一切換電路包含：一第一控制信號產生器，其經組態以：(1)在該第一輸入端子之該電壓高於該第一輸出端子之該電壓的情況下，輸出一具有一低位準電壓之第一控制信號及一具有該第一輸入端子之該電壓的第二控制信號；及(2)在該第一輸出端子之該電壓高於該第一輸入端子之該電壓的情況下，輸出具有該第一輸出端子之該電壓的該第一控制信號及具有該低位準電壓之該第二控制信號，一第一切換電晶體，其經組態以回應於該第一控制信號而連接該第一輸入端子及該第一主體端子，及一第二切換電晶體，其經組態以回應於該第二控制信號而連接該第一輸出端子及該第一主體端子，其中該第一切換電晶體之一第一主體及該第二切換電晶體之一第二主體連接至該第一主體端子。
TW099118593A 2010-01-05 2010-06-08 充電泵電路及具有該充電泵電路之裝置 TWI484741B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100000507A KR101625935B1 (ko) 2010-01-05 2010-01-05 차지 펌프 회로와 이를 포함하는 장치들

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201125272A TW201125272A (en) 2011-07-16
TWI484741B true TWI484741B (zh) 2015-05-11

Family

ID=44224464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099118593A TWI484741B (zh) 2010-01-05 2010-06-08 充電泵電路及具有該充電泵電路之裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8723857B2 (zh)
JP (1) JP5727220B2 (zh)
KR (1) KR101625935B1 (zh)
TW (1) TWI484741B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9490725B2 (en) * 2013-03-14 2016-11-08 Oregon State University Multi-stage programmable rectifier with efficiency tracking
TWI465020B (zh) * 2013-03-21 2014-12-11 Univ Nat Taipei Technology Can produce three times the input voltage of the gate driver and drive method
US9537478B2 (en) * 2014-03-06 2017-01-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
JP6528391B2 (ja) 2014-11-25 2019-06-12 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置、ヘッドユニット、容量性負荷駆動用集積回路装置および容量性負荷駆動回路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6965263B2 (en) * 2002-10-10 2005-11-15 Micron Technology, Inc. Bulk node biasing method and apparatus
US7215179B2 (en) * 2002-11-18 2007-05-08 Renesas Technology Corp. Booster circuit
TW200934078A (en) * 2007-12-11 2009-08-01 Wolfson Microelectronics Plc Charge pump circuit and methods of operation thereof and portable audio apparatus including charge pump circuits

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100296861B1 (ko) 1999-07-09 2001-07-12 이장무 전하 펌프
JP3977144B2 (ja) * 2002-05-27 2007-09-19 ローム株式会社 電源回路およびこの電源回路を有する携帯用電子機器
JP4425622B2 (ja) * 2003-12-16 2010-03-03 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 チャージポンプ回路
ITMI20040309A1 (it) 2004-02-24 2004-05-24 St Microelectronics Srl Pompa di carica con migliorata polarizzazione delle regioni di body dei pass-transistor
JP4699851B2 (ja) * 2005-09-30 2011-06-15 ルネサスエレクトロニクス株式会社 昇圧回路
JP5233272B2 (ja) * 2007-01-29 2013-07-10 セイコーエプソン株式会社 電源回路、表示ドライバ、電気光学装置及び電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6965263B2 (en) * 2002-10-10 2005-11-15 Micron Technology, Inc. Bulk node biasing method and apparatus
US7215179B2 (en) * 2002-11-18 2007-05-08 Renesas Technology Corp. Booster circuit
TW200934078A (en) * 2007-12-11 2009-08-01 Wolfson Microelectronics Plc Charge pump circuit and methods of operation thereof and portable audio apparatus including charge pump circuits

Also Published As

Publication number Publication date
TW201125272A (en) 2011-07-16
KR101625935B1 (ko) 2016-05-31
US20110164026A1 (en) 2011-07-07
US8723857B2 (en) 2014-05-13
KR20110080333A (ko) 2011-07-13
JP2011142322A (ja) 2011-07-21
JP5727220B2 (ja) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4402080B2 (ja) シフトレジスタ回路
US8542162B2 (en) Shift register unit, gate drive circuit, and display apparatus
KR101809290B1 (ko) 레벨 시프터, 인버터 회로 및 시프트 레지스터
JP6601667B2 (ja) シフトレジスタ回路及びゲートドライバ並びに表示装置
JP5530344B2 (ja) レベルシフト回路及びそれを備えた駆動回路
US7706159B2 (en) Charge pump, DC-DC converter, and method thereof
KR102569931B1 (ko) 스테이지 및 이를 이용한 표시장치
TWI484741B (zh) 充電泵電路及具有該充電泵電路之裝置
US20210242782A1 (en) Dc-dc converter and display device having the same
JP2016171676A (ja) 電源回路とその制御方法
US10476383B2 (en) Negative charge pump circuit
TW201824749A (zh) 半導體裝置
JP2022125281A (ja) 半導体装置
JP2016180967A (ja) 半導体装置及び電子装置
TWI520490B (zh) 高電壓產生器及產生高電壓之方法
US7463054B1 (en) Data bus charge-sharing technique for integrated circuit devices
TWI580163B (zh) 電荷泵電路
CN105427779B (zh) 用于升压的装置和方法以及包含该装置的显示面板驱动器
JP2009117426A (ja) 電源回路及び携帯機器
JP2009260832A (ja) 半導体装置
TW201214443A (en) High voltage switch suitable for use in flash memory
US7928795B2 (en) Semiconductor device for charge pumping
KR101456027B1 (ko) 음전압 공급 장치
TWI834449B (zh) 用於切換式轉換器之電源供應電路
US8779850B2 (en) Bootstrap circuit