TWI547081B - 適用於迪克森電荷泵電路之靴帶電路與包含其之升壓系統 - Google Patents

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TWI547081B
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適用於迪克森電荷泵電路之靴帶電路與包含其之升壓系統
本發明是有關於一種靴帶電路,特別是一種適用於迪克森電荷泵電路之靴帶電路。本發明也有關於一種包含靴帶電路與狄克森電荷泵電路之升壓系統。
狄克森電荷泵電路是一種直流對直流(DC-to-DC)轉換器,其應用多個儲存電荷之電容及具有開關特性的元件來達成提高或降低所輸入之直流電壓的效果。也就是說,狄克森電荷泵電路對所輸入的直流電壓造成幫浦的效果。
在近數十年來,由於顯示器與可攜式裝置技術的快速發展,許多應用要求不同的電壓規格,例如用於驅動電路的輸入電壓常不限於5V,而是要求更高的輸入電壓。因此,電路設計上常碰到的問題是如何使用簡單的元件達到更高的升壓效率、更高的功率轉換效率、更高的輸出功率以及更低的漣波。 在此考量下,前述迪克森電荷泵電路便相當適合用於用於此類電路設定,因為其開關特性的元件可使用金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)達成,而MOSFET與電容的製程皆可十分輕易地整合於現有顯示器製程或可攜式裝置製程中。此 外,迪克森電荷泵電路還可以根據其中包含的升壓單元的數量來調整最後輸出電壓的高低,因而可輕易地對應於各種應用的電壓需求。
然而,迪克森電荷泵電路有個相當大的缺點,那就是電壓在經過每一個開關元件時,由於開關元件本身的元件特性,皆或多或少會有一定程度的電壓損失。舉例來說,當開關元件為MOSFET時,在電壓經過每一個MOSFET時,都會損失該MOSFET的門檻電壓。在迪克森電荷泵電路中的開關元件的數量增加時,此問題將會變得更加嚴重。
有鑑於上述習知技藝之問題,本發明之目的就是在提供一種適用於迪克森電荷泵電路之靴帶電路與包含其之升壓系統,以簡單的電路結構就能提高升壓之效能。
根據本發明之一目的,提出一種靴帶電路,適用於迪克森電荷泵電路。靴帶電路包含靴帶電路輸入端、第一靴帶電路電容、第二靴帶電路電容、第三靴帶電路電容、第一靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體、第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體以及靴帶電路P型金屬氧化物半導體場效電晶體。第一靴帶電路電容包含第一端與第二端,其中第一端連接於靴帶電路輸入端,第二端連接於接地端。第一靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體包含汲極電極、閘極電極與源極電極,其中汲極電極與閘極電極連接於靴帶電路輸入端,源極電極連接於迪克森電荷泵電路之第一時鐘訊號端。第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體包含汲極電極、閘極電極與源極電極,其中汲極電極連接於靴帶電路 輸入端,閘極電極連接於第一靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之源極電極。第二靴帶電路電容包含第一端與第二端,其中第一端連接於第一靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之源極電極,第二端連接於第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之源極電極。第三靴帶電路電容包含第一端與第二端,其中第一端連接於第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之源極電極,第二端連接於迪克森電荷泵電路之迪克森電荷泵電路輸入端。靴帶電路P型金屬氧化物半導體場效電晶體包含汲極電極、閘極電極與源極電極,其中汲極電極連接於迪克森電荷泵電路之第二時鐘訊號端,閘極電極連接於第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之源極電極,源極電極連接於迪克森電荷泵電路之迪克森電荷泵電路輸入端。
較佳地,第三靴帶電路電容之電容值可大於50μF。
根據本發明之另一目的,提出一種升壓系統。升壓系統包含迪克森電荷泵電路與前述靴帶電路。迪克森電荷泵電路包含第一時鐘訊號端、第二時鐘訊號端、輸入單元、複數個升壓單元以及輸出單元。第一時鐘訊號端提供第一時鐘訊號。第二時鐘訊號端提供與第一時鐘訊號互補之第二時鐘訊號。輸入單元包含迪克森電荷泵電路輸入端以及輸入開關元件,其中輸入開關元件包含第一端與第二端,且輸入開關元件之第一端連接於迪克森電荷泵電路輸入端。每一個升壓單元各包含升壓開關以及升壓電容,升壓開關包含第一端與第二端。複數個升壓單元中之第一升壓單元之升壓開關之第一端連接於輸入單元之輸入開關元件之第二端。複數個升壓單元依序連接本身之升壓開關之第二端與下一級升壓單元之升壓開關 之第一端。每一個升壓單元之升壓開關之第一端透過升壓電容連接於第一時鐘訊號端或第二時鐘訊號端,且複數個升壓單元連接於第一時鐘訊號端或第二時鐘訊號端的方式是交替的。輸出單元連接於複數個升壓單元中之最末升壓單元之升壓開關之第二端,且透過輸出電容接地。前述靴帶電路之靴帶電路P型金屬氧化物半導體場效電晶體之源極電極連接於迪克森電荷泵電路之輸入單元之迪克森電荷泵電路輸入端。
較佳地,輸入開關與升壓開關可為N型金屬氧化物半導體場效電晶體,輸出開關與升壓開關之第一端為汲極電極,輸出開關與升壓開關之第二端為源極電極,且輸出開關與升壓開關之閘極電極連接於各自之汲極電極。
較佳地,輸入開關與升壓開關可為二極體,輸出開關與升壓開關之第一端至輸出開關與升壓開關之第二端方向為二極體之順向偏壓方向。
較佳地,迪克森電荷泵電路之複數個升壓單元的數量可為八個以上。
較佳地,第一時鐘訊號與第二時鐘訊號之頻率可為62.5kHz。
承上所述,依本發明之靴帶電路,其可具有一或多個下述優點:
(1)此靴帶電路可藉由簡單電路結構,藉此有效提升所連接之迪克森電荷泵電路。
(2)此靴帶電路可藉由選擇具有合適元件的參數,藉此進一步最佳化所連接之迪克森電荷泵電路。
(3)此靴帶電路可藉由與迪克森電荷泵電路使用相同或類似的元件構成,藉此使製造過程可輕易地整合於迪克森電荷泵電路的製造過程內。
100‧‧‧靴帶電路
200、200’‧‧‧迪克森電荷泵電路
210、210’‧‧‧輸入單元
220、220’‧‧‧第一升壓單元
230、230’‧‧‧第二升壓單元
240、240’‧‧‧第三升壓單元
250、250’‧‧‧第四升壓單元
260、260’‧‧‧輸出單元
A1‧‧‧迪克森電荷泵電路輸入端
C1‧‧‧第一升壓電容
C2‧‧‧第二升壓電容
C3‧‧‧第三升壓電容
C4‧‧‧第四升壓電容
C5‧‧‧輸出電容
Cin‧‧‧第一靴帶電路電容
Cb‧‧‧第二靴帶電路電容
CA1‧‧‧第三靴帶電路電容
Cpar‧‧‧寄生電容
CLK1‧‧‧第一時鐘訊號端
CLK2‧‧‧第二時鐘訊號端
i、ib‧‧‧電流
M1‧‧‧輸入NMOS
M2‧‧‧第一升壓NMOS
M3‧‧‧第二升壓NMOS
M4‧‧‧第三升壓NMOS
M5‧‧‧第四升壓NMOS
MB1‧‧‧第一靴帶電路NMOS
MB2‧‧‧第二靴帶電路NMOS
MT1‧‧‧靴帶電路PMOS
Vdd‧‧‧輸入電壓
Vin‧‧‧靴帶電路輸入端
Vin,c‧‧‧電路輸入端
Vout、Vout,c‧‧‧迪克森電荷泵電路輸出端
Vout,b‧‧‧輸出電壓
第1圖 係為本發明之第一實施例之靴帶電路與升壓系統之電路示意圖。
第2圖 係為靴帶電路示意圖。
第3圖 係為本發明之第一比較實施例之升壓系統之電路示意圖。
第4圖 係為本發明之第一實施例與第一比較實施例所使用之第一與第二時鐘訊號之波形圖。
第5A與5B圖 係分別為第一比較實施例與本發明之第一實施例之輸出訊號的波形圖。
第6圖 係為本發明之實施例與比較實施例之迪克森電荷泵電路之升壓單元數量與平均輸出電壓之關係圖。
為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效,茲將本發明配合附圖,並以實施例之表達形式詳細說明如下,而其中所使用之圖式,其主旨僅為示意及輔助說明書之用,未必為本發明實施後之真實比例與精準配置,故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本發明於實際實施上的專利範圍,合先敘明。
請參閱第1圖,其係為本發明之第一實施例之靴帶電路100與升壓系統之電路示意圖。圖中,靴帶電路100包含靴帶電路輸入端Vin、第一靴帶電路電容Cin、第二靴帶電路電容Cb、第三靴帶電路電容CA1、第一靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體(以下稱第一靴帶電路 NMOS)MB1、第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體(以下稱第二靴帶電路NMOS)MB2以及靴帶電路P型金屬氧化物半導體場效電晶體(以下稱靴帶電路PMOS)MT1。第一靴帶電路電容Cin包含第一端與第二端,其中第一端連接於靴帶電路輸入端Vin,第二端連接於接地端。第一靴帶電路NMOS MB1包含汲極電極、閘極電極與源極電極,其中汲極電極與閘極電極連接於靴帶電路輸入端Vin,源極電極連接於迪克森電荷泵電路200之第一時鐘訊號端CLK1。第二靴帶電路NMOS MB2包含汲極電極、閘極電極與源極電極,其中汲極電極連接於靴帶電路輸入端Vin,閘極電極連接於第一靴帶電路NMOS MB1之源極電極。第二靴帶電路電容Cb包含第一端與第二端,其中第一端連接於第一靴帶電路NMOS MB1之源極電極,第二端連接於第二靴帶電路NMOS MB2之源極電極。第三靴帶電路電容CA1包含第一端與第二端,其中第一端連接於第二靴帶電路NMOS MB2之源極電極,第二端連接於迪克森電荷泵電路200之迪克森電荷泵電路輸入端A1。靴帶電路PMOS MT1包含汲極電極、閘極電極與源極電極,其中汲極電極連接於迪克森電荷泵電路200之第二時鐘訊號端CLK2,閘極電極連接於第二靴帶電路NMOS MB2之源極電極,源極電極連接於迪克森電荷泵電路200之迪克森電荷泵電路輸入端A1。
同時,第1圖也揭露了本發明第一實施例之升壓系統。升壓系統包含迪克森電荷泵電路200與前述靴帶電路100。迪克森電荷泵電路200包含第一時鐘訊號端CLK1、第二時鐘訊號端CLK2、輸入單元210、複數個升壓單元(在此實施例中,迪克森電荷泵電路200為四階迪克森電荷泵電路,故包含第一升壓單元220、第二升壓單元230、第三升壓單元240、 第四升壓單元250)以及輸出單元260。第一時鐘訊號端CLK1提供第一時鐘訊號。第二時鐘訊號端CLK2提供與第一時鐘訊號互補之第二時鐘訊號。 輸入單元210包含迪克森電荷泵電路輸入端A1以及輸入開關元件(在此實施例中為輸入N型金屬氧化物半導體場效電晶體M1,以下稱輸入NMOS M1),其中輸入開關元件包含第一端與第二端,且輸入開關元件之第一端連接於迪克森電荷泵電路輸入端A1。每一個升壓單元各包含升壓開關(在此實施例中分別為第一升壓N型金屬氧化物半導體場效電晶體M2、第二升壓N型金屬氧化物半導體場效電晶體M3、第三升壓N型金屬氧化物半導體場效電晶體M4以及第四升壓N型金屬氧化物半導體場效電晶體M5,以下分別稱第一升壓NMOS M2、第二升壓NMOS M3、第三升壓NMOS M4以及第四升壓NMOS M5)以及升壓電容(在此實施例中分別為第一升壓電容C1、第二升壓電容C2、第三升壓電容C3以及第四升壓電容C4),升壓開關包含第一端與第二端。複數個升壓單元中之第一升壓單元220之升壓開關之第一端連接於輸入單元210之輸入開關元件之第二端。複數個升壓單元依序連接本身之升壓開關之第二端與下一級升壓單元之升壓開關之第一端。每一個升壓單元之升壓開關之第一端透過升壓電容連接於第一時鐘訊號端CLK1或第二時鐘訊號端CLK2,且複數個升壓單元連接於第一時鐘訊號端CLK1或第二時鐘訊號端CLK2的方式是交替的。輸出單元260連接於複數個升壓單元中之最末升壓單元(在此實施例中為第四升壓單元250)之升壓開關(在此實施例中為第四升壓NMOS M5)之第二端,且透過輸出電容C5接地。前述靴帶電路100之靴帶電路PMOS MT1之源極電極連接於迪克森電荷泵電路200之輸入單元210之迪克森電荷泵電路輸入端A1。
請參閱第2圖,其係為靴帶電路示意圖。以下將參照第2圖說明靴帶電路之效果。圖中,靴帶電路包含第一靴帶電路NMOS MB1、第二靴帶電路NMOS MB2、第二靴帶電路電容Cb以及寄生電容Cpar。在第2圖中之靴帶電路的兩端分別有輸入電壓Vdd輸入以及輸出電壓Vout,b輸出。圖中電流i則代表流經第二靴帶電路電容Cb之電流,電流ib則是充電寄生電容Cpar之電流。當第一靴帶電路NMOS MB1非導通時,在第一階近似下會有以下關係(Vx代表連接第二靴帶電路電容Cb與寄生電容Cpar之節點上之電壓):
於是可得到下列關係式:
將上列關係式同乘dt後對Vx的變動範圍積分。由於寄生電容Cpar<<第二靴帶電路電容Cb,故最後會有下列關係式:V x,max 2V dd -V th
其中Vx,max為Vx可達到的最高值,Vth為NMOS元件之門檻電壓。從以上關係式中,可看出第二靴帶電路NMOS MB2之閘極電極能使輸出電壓Vout,b達到輸入電壓Vdd的完整供應。如此一來,靴帶電路將至少擁有下列兩個優點:(1)不需額外的高電壓輸出以及(2)不會額外損失門檻電壓的電壓值。
本發明之其中一目的即是將靴帶電路用於迪克森電荷泵電路,其中之一實施例為第1圖之電路結構。圖中,靴帶電路100之電路結構可對應於第2圖所示之電路結構。根據上面所述靴帶電路的功效,本發明 之靴帶電路100可提高所連接之迪克森電荷泵電路200之功效。在此實施例中,所連接之迪克森電荷泵電路200為四階迪克森電荷泵電路,其中所應用的輸入開關與升壓開關可為N型金屬氧化物半導體場效電晶體,輸出開關與升壓開關之第一端為汲極電極,輸出開關與升壓開關之第二端為源極電極,且輸出開關與升壓開關之閘極電極連接於各自之汲極電極。在此實施例中,靴帶電路100所使用的電路元件與迪克森電荷泵電路200相同或類似,故兩者可輕易地同時形成或整合於相同製程中,故無需增加太多額外生產成本便可提高電路功效。
請參照第3圖,其示出未連接靴帶電路之四階迪克森電荷泵電路200’。除了靴帶電路結構外,第3圖之迪克森電荷泵電路200’基本上與第1圖之迪克森電荷泵電路200相同。第3圖之四階迪克森電荷泵電路同樣包含輸入單元210’、第一升壓單元220’、第二升壓單元230’、第三升壓單元240’、第四升壓單元250’、輸出單元260’。各單元的構成元件基本上與第1圖所示之迪克森電荷泵電路200相同,故不贅述。
以下將比較本發明之第一實施例之升壓系統與第一比較實施例之升壓系統之輸出結果,亦即量測本發明之第一實施例之升壓系統之迪克森電荷泵電路輸出端Vout與第一比較實施例之升壓系統之迪克森電荷泵電路輸出端Vout,c上之電壓。比較的模擬過程由Smart-Spice軟體進行,所使用的條件請參閱下列表1:
可同時參閱第4圖,其為本發明之第一實施例與第一比較實施例所使用之第一與第二時鐘訊號之波形圖,其中第一時鐘訊號與第二時鐘訊號之頻率可為62.5kHz,震幅為1.5V。由於第一與第二時鐘訊號為互補的,故僅示出其中一種訊號,將其極性倒轉便可得到另一個訊號。本發明之第一實施例之升壓系統之靴帶電路輸入端Vin對應於第一比較實施例之電路輸入端Vin,c,提供於兩者的電壓皆為1.5V的直流電壓訊號。
模擬比較結果則可參閱第5A及5B圖,其分別為第一比較實施例與本發明之第一實施例之輸出訊號的波形圖。在第1圖與第3圖的電路圖中,輸出訊號於兩者的迪克森電荷泵電路輸出端Vout及Vout,c。第5A圖為第一比較實施例之迪克森電荷泵電路輸出端Vout,c之輸出訊號波形圖,而第5B圖為本發明之第一實施例之迪克森電荷泵電路輸出端Vout之輸出訊號之波形圖。圖中可見第一比較實施例之輸出訊號之平均電壓僅有5.77V,而本發明之第一實施例之之輸出訊號之平均電壓則有7.14V,故本發明之第一實施例相較於第一比較實施例確實有更高的電壓輸出。
以下將比較不同升壓單元數量之迪克森電荷泵電路之模擬結果,其中所使用的迪克森電荷泵電路除了升壓單元的數量外,其他條件皆與表1的條件相同。
請參閱第6圖,其係為本發明之實施例與比較實施例之迪克森電荷泵電路之升壓單元數量與平均輸出電壓之關係圖。圖中可見隨著升壓單元的數量增加,本發明實施例與比較實施例的差距也漸趨明顯。這是由於隨著升壓單元的數量增加,若迪克森電荷泵電路未連接本發明的靴帶電路,則電壓在經過各個升壓單元時皆會損失升壓單元內之NMOS之門檻電壓。同前所述,本發明之實施例之靴帶電路可有效改善此種情況。由於本發明實施例與比較實施例之升壓系統的差距在升壓單元數量多時較為明顯,較佳地,本發明之升壓系統之迪克森電荷泵電路之複數個升壓單元的數量可為八個以上。如此一來,本發明之升壓系統便可透過升壓單元的數量的改變,輕易對應於不同應用的輸入電壓需求。
在迪克森電荷泵電路的效率評估中,常用的指數為幫浦效率(Pumping efficiency)ηpump,其定義如以下關係式所示:
上式中Vout,avg為迪克森電荷泵電路輸出端Vout的平均電壓,若以上述本發明之第一實施例與第一比較實施例來計算,便可得到:第一比較實施例:5.77/(4+1)*1.5=76.93%
本發明之第一實施例:7.14/(4+1)*1.5=95.2%
由此可見本發明之第一實施例的幫浦效率ηpump足足比第一比較實施例高出18.27%,可證實本發明之靴帶電路能夠顯著提高迪克森電荷泵電路的效能。
幫浦效率ηpump可藉由調整電路內各元件的參數而進一步提升。舉例來說,調整靴帶電路100內之第三靴帶電路電容CA1之電容值可改變最終輸出的幫浦效率ηpump,從而可找尋使迪克森電荷泵電路200之幫浦效率ηpump最佳化之電容值。較佳地,第三靴帶電路電容之電容值可大於50μF,詳情可參閱下列表2及說明。表2為本發明第一實施例的電路結構之第三靴帶電路電容CA1的電容值所計算出的迪克森電荷泵電路輸出端Vout之平均輸出電壓與幫浦效率ηpump
由表2中可見,當改變第三靴帶電路電容CA1之電容值至50μF時,迪克森電荷泵電路200之幫浦效率ηpump可達到95.6%。更佳地,當改變第三靴帶電路電容CA1之電容值至100μF時,迪克森電荷泵電路之幫浦效率ηpump可達到95.86%。因此,本發明之靴帶電路100除了能有效提高迪克森電荷泵電路200之效能外,還提供了更多可調整之元件參數來最佳化迪克森電荷泵電路200以及升壓系統之升壓效果。
在本發明另一個實施例之升壓系統之迪克森電荷泵電路中,輸入開關與升壓開關可為二極體,輸出開關與升壓開關之第一端至輸出開關與升壓開關之第二端方向為二極體之順向偏壓方向。
由於迪克森電荷泵電路之輸入開關與升壓開關所要求的元件特性為能根據兩端之電壓在導通與非導通之狀態間切換,因此在某些應用中,也可以使用複數個二極體來取代本發明第一實施例中之迪克森電荷泵電路200中之複數個NMOS。考慮到二極體的特性,其在偏壓狀態為順向偏壓時,電壓在從二極體的第一端傳遞到第二端時仍會損失二極體之接面電壓值,其在迪克森電荷泵電路中造成的影響類似於前述NMOS導通時電壓由汲極電極傳遞到源極電極時會損失該NMOS的門檻電壓。於是,本發明之靴帶電路也可應用於此類應用二極體之迪克森電荷泵電路上,以補償在各二極體間傳遞時所損失的電壓。值得一提的是,本發明並不限於此,除了NMOS與二極體外,其他具有開關特性的電子元件,例如互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS),也可作為本發明實施例中升壓系統之迪克森電荷泵電路之輸入開關與升壓開關。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。
100‧‧‧靴帶電路
200‧‧‧迪克森電荷泵電路
210‧‧‧輸入單元
220‧‧‧第一升壓單元
230‧‧‧第二升壓單元
240‧‧‧第三升壓單元
250‧‧‧第四升壓單元
260‧‧‧輸出單元
A1‧‧‧迪克森電荷泵電路輸入端
C1‧‧‧第一升壓電容
C2‧‧‧第二升壓電容
C3‧‧‧第三升壓電容
C4‧‧‧第四升壓電容
C5‧‧‧輸出電容
Cin‧‧‧第一靴帶電路電容
Cb‧‧‧第二靴帶電路電容
CA1‧‧‧第三靴帶電路電容
CLK1‧‧‧第一時鐘訊號端
CLK2‧‧‧第二時鐘訊號端
M1‧‧‧輸入NMOS
M2‧‧‧第一升壓NMOS
M3‧‧‧第二升壓NMOS
M4‧‧‧第三升壓NMOS
M5‧‧‧第四升壓NMOS
MB1‧‧‧第一靴帶電路NMOS
MB2‧‧‧第二靴帶電路NMOS
MT1‧‧‧靴帶電路PMOS
Vin‧‧‧靴帶電路輸入端
Vout‧‧‧迪克森電荷泵電路輸出端

Claims (7)

  1. 一種靴帶電路,適用於一迪克森電荷泵電路,其包含:一靴帶電路輸入端;一第一靴帶電路電容,其包含一第一端與一第二端,其中該第一端連接於該靴帶電路輸入端,該第二端連接於一接地端;一第一靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體,其包含一汲極電極、一閘極電極與一源極電極,其中該汲極電極與該閘極電極連接於該靴帶電路輸入端,該源極電極連接於該迪克森電荷泵電路之一第一時鐘訊號端;一第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體,其包含一汲極電極、一閘極電極與一源極電極,其中該汲極電極連接於該靴帶電路輸入端,該閘極電極連接於該第一靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之該源極電極;一第二靴帶電路電容,其包含一第一端與一第二端,其中該第一端連接於該第一靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之該源極電極,該第二端連接於該第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之該源極電極;一第三靴帶電路電容,其包含一第一端與一第二端,其中該第一端連接於該第二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之該源極電極,該第二端連接於該迪克森電荷泵電路之一迪克森電荷泵電路輸入端;以及一靴帶電路P型金屬氧化物半導體場效電晶體,其包含一汲極電極、一閘極電極與一源極電極,其中該汲極電極連接於該迪克森電荷泵電路之一第二時鐘訊號端,該閘極電極連接於該第 二靴帶電路N型金屬氧化物半導體場效電晶體之該源極電極,該源極電極連接於該迪克森電荷泵電路之該迪克森電荷泵電路輸入端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之靴帶電路,其中該第三靴帶電路電容之電容值大於50μF。
  3. 一種升壓系統,其包含:一迪克森電荷泵電路,其包含:一第一時鐘訊號端,其提供一第一時鐘訊號;一第二時鐘訊號端,其提供與該第一時鐘訊號互補之一第二時鐘訊號;一輸入單元,其包含一迪克森電荷泵電路輸入端以及一輸入開關元件,其中該輸入開關元件包含一第一端與一第二端,且該輸入開關元件之該第一端連接於該迪克森電荷泵電路輸入端;複數個升壓單元,其中每一該複數個升壓單元各包含一升壓開關以及一升壓電容,該升壓開關包含一第一端與一第二端,其中該複數個升壓單元中之一第一升壓單元之該升壓開關之該第一端連接於該輸入單元之該輸入開關元件之該第二端,其中該複數個升壓單元依序連接本身之該升壓開關之該第二端與下一級該升壓單元之該升壓開關之該第一端,其中每一該複數個升壓單元之該升壓開關之該第一端透過該升壓電容連接於該第一時鐘訊號端或該第二時鐘訊號端,且該複數個升壓單元連接於該第一時鐘訊號端或該第二時鐘訊號端的方式是交替的;以及 一輸出單元,連接於該複數個升壓單元中之一最末升壓單元之該升壓開關之該第二端,且透過一輸出電容接地;以及如申請專利範圍第1項或第2項之該靴帶電路,其中該靴帶電路之該靴帶電路P型金屬氧化物半導體場效電晶體之該源極電極連接於該迪克森電荷泵電路之該輸入單元之該迪克森電荷泵電路輸入端。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之升壓系統,其中該輸入開關與該升壓開關為N型金屬氧化物半導體場效電晶體,該輸出開關與該升壓開關之該第一端為汲極電極,該輸出開關與該升壓開關之該第二端為源極電極,且該輸出開關與該升壓開關之閘極電極連接於各自之該汲極電極。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之升壓系統,其中該輸入開關與該升壓開關為二極體,該輸出開關與該升壓開關之該第一端至該輸出開關與該升壓開關之該第二端方向為該二極體之順向偏壓方向。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之升壓系統,其中該迪克森電荷泵電路之該複數個升壓單元的數量為八個以上。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之升壓系統,其中該第一時鐘訊號與該第二時鐘訊號之頻率為62.5kHz。
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TWI727312B (zh) * 2018-06-04 2021-05-11 瑞士商艾姆微體電子 馬林公司 基本單元及包含此種基本單元的電荷泵

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