TWI740203B - 閘極驅動電路、具有該閘極驅動電路之電荷泵及晶片 - Google Patents

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Abstract

一種閘極驅動電路，包括至少一閘極驅動子電路，該至少一閘極驅動子電路包括第一電流鏡、第一PMOS管、第一NMOS管及第二電流鏡，其中該第一PMOS管之閘極與該第一NMOS管之閘極用以接收相應之時鐘訊號，並藉由該第一PMOS管之汲極與該第一NMOS管之汲極輸出相應之閘極驅動訊號，該第一電流鏡用以當該第一PMOS管導通時，提供充電電流，該第二電流鏡用以當該第一NMOS管導通時，提供放電電流。該閘極驅動電路之結構簡單且具有較低之EMI。本發明還提供一種電荷泵及具有該電荷泵之晶片。

Description

閘極驅動電路、具有該閘極驅動電路之電荷泵及晶片
本發明涉及模擬積體電路技術領域，尤其涉及一種閘極驅動電路、具有該閘極驅動電路之電荷泵及晶片。
電荷泵(Charge Pump)是一種廣泛存在於消費類電子晶片中之DC-DC轉換器，主要用於將輸入電源做升壓之應用場合。以產生兩倍升壓之電荷泵為例，如圖1所示，所示電荷泵分兩個部分，即包括升壓電路110及閘極(gate)驅動電路120。其中，該升壓電路110包括四個開關管MP1、MP2、MP3、MN1、一個飛(Flying)電容CF、一個穩壓電容CL以及輸入電源VIN。該閘極驅動電路120用以針對每一個開關管產生相應之閘極驅動訊號。以產生驅動訊號CLK1H_DRV之閘極驅動電路為例，該閘極驅動電路是一個CMOS反向器，包括一個PMOS管與一個NMOS管。當反向器之輸入時鐘訊號CLK1H_IN為高電平時，該控制訊號CLK1H_DRV輸出為低電平(例如0V)。當輸入時鐘訊號CLK1H_IN為低電平時，該控制訊號CLK1H_DRV輸出為高電平。
然而，請一併參閱圖2，上述習知之電荷泵開關控制方式用反向器直接驅動閘極，會導致開關管開啟或關閉速度過快，而導致較大之峰值電流(peak current)與飛電容兩端電壓上升沿與下降沿均較快，進而產 生兩個問題：
(1)飛電容一般集成於IC內部，是MIM(金屬-絕緣物-金屬)電容。於電荷泵工作時，飛電容兩端(例如上極板VT與下極板VB)之電壓波形為方波訊號。如果沿極為陡峭，則會以電場耦合之方式對外輻射電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)，該種干擾於移動電子設備中(比如行動電話)控制不好，會影響天線接收訊號之靈敏度。
(2)另外，變化劇烈之峰值電流如果沒有經過妥善之退耦(decoupling)而流經焊線(bonding wire)時，由於焊線上存於電感，因此劇烈變化之電流流過焊線之電感會產生磁場輻射，亦會干擾天線。
鑒於上述內容，有必要提供一種可有效改善電磁干擾(EMI)之閘極驅動電路、具有該閘極驅動電路之電荷泵及晶片。
本發明一方面提供一種閘極驅動電路，應用於一電荷泵，所述閘極驅動電路包括至少一閘極驅動子電路，該至少一閘極驅動子電路包括：第一電流鏡，該第一電流鏡之一端電連接至第一電源或第二電源；第一PMOS管，該第一PMOS管之源極電連接至該第一電流鏡之另一端；第一NMOS管，該第一NMOS管之閘極電連接至該第一PMOS管之閘極，該第一NMOS管之汲極電連接至該第一PMOS管之汲極；及第二電流鏡，該第二電流鏡之一端電連接至該第一NMOS管 之源極，該第二電流鏡之另一端接地；其中，該第一PMOS管之閘極與該第一NMOS管之閘極用以接收相應之時鐘訊號，並藉由該第一PMOS管之汲極與該第一NMOS管之汲極輸出相應之閘極驅動訊號，該第一電流鏡用以當該第一PMOS管導通時，提供充電電流，該第二電流鏡用以當該第一NMOS管導通時，提供放電電流。作為一種優選方案，該閘極驅動電路還包括偏置電路、第二PMOS管及第二NMOS管，該第一電流鏡為PMOS管，該第一電流鏡之閘極電連接至該第二PMOS管之閘極，該第一電流鏡之源極電連接至該第一電源或第二電源，該第一電流鏡之汲極電連接至該第一PMOS管之源極，該第二電流鏡為NMOS管，該第二電流鏡之閘極電連接至該第二NMOS管之閘極，該第二電流鏡之汲極電連接至該第一NMOS管之源極，該第二電流鏡之源極接地，該第二PMOS管之源極電連接至該第一電源或第二電源，該第二PMOS管之汲極電連接至該第二PMOS管之閘極，並輸出相應之第一偏置電壓或第二偏置電壓至該第一電流鏡，該第二NMOS管之汲極電連接至該第二PMOS管之汲極，該第二NMOS管之源極接地，該偏置電路電連接至該第二NMOS管之閘極，以為該第二NMOS管提供偏置電流。
作為一種優選方案，該偏置電路包括電阻及開關管，該開關管為NMOS管，該電阻之一端電連接至該第二電源，該電阻之另一端電連接至該開關管之汲極，該開關管之閘極與汲極連接於一起，源極接地，該開關管之閘極還電連接至該第二NMOS管之閘極，以提供該偏置電流。
作為一種優選方案，該第二NMOS管與該開關管形成電流鏡像，且該偏置電路還藉由二極體連接之該第二PMOS管產生該第一偏置電 壓或第二偏置電壓，並輸出至該第一電流鏡。
作為一種優選方案，該第一電源為該電荷泵之輸出端，該第二電源為該電荷泵之輸入電源。
本發明另一方面提供一種電荷泵，包括升壓電路及上述項所述之閘極驅動電路，該閘極驅動電路電連接該升壓電路，以輸出該相應之閘極驅動訊號至該升壓電路升壓電路。
作為一種優選方案，該升壓電路包括輸入電源、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第一電容及第二電容，該第一及第三開關管之源極連接於一起，並電連接至該輸入電源之一端，該輸入電源之另一端接地，該第一開關管之汲極與該第二開關管之源極連接於一起，並電連接至該第一電容之一端，該第三開關管之汲極與該第四開關管之汲極連接於一起，並電連接至該第一電容之另一端，該第二開關管之汲極電連接至該第二電容之一端，並作為該升壓電路之輸出端，以輸出第一電壓，該第二電容之另一端接地，該第四開關管之源極接地，該第一至第四開關管之閘極分別電連接至該閘極驅動電路中該第一PMOS管之汲極與該第一NMOS管之汲極，以接收相應之閘極驅動訊號，進而相應之導通或截止，從而對該輸入電源之電壓進行升壓。
作為一種優選方案，該第一電容為飛電容，該第二電容為穩壓電容。
作為一種優選方案，該輸出端之電壓值為該輸入電源之電壓值之兩倍。
作為一種優選方案，該第一開關管、該第二開關管及該第三 開關管均為PMOS管，該第四開關管為NMOS管。
本發明另一方面提供一種晶片，包括上述項所述之電荷泵。
本發明之閘極驅動電路、具有該閘極驅動電路之電荷泵及晶片，藉由設置該第一電流鏡及第二電流鏡，可分別提供相應之充電電流及放電電流，進而使得電荷泵中之開關管之開啟與關閉之速度相應降低，該開關管之源漏電流與峰值電流之變化變緩，從而有效降低該電荷泵之EMI。即本發明提供之電荷泵之電路結構簡單且具有較低之EMI輻射。
100:電荷泵
11、110:升壓電路
VIN:輸入電源
MP1:第一開關管
MP2:第二開關管
MP3:第三開關管
MN1:第四開關管
CF:第一電容
CL:第二電容
VT:上極板
VB:下極板
VOUT:輸出端
13、120:閘極驅動電路
13a:第一閘極驅動子電路
13b:第二閘極驅動子電路
13c:第三閘極驅動子電路
13d:第四閘極驅動子電路
131、131a、131b:PMOS管
132:第一PMOS管
133:第一NMOS管
134、134a、134b:NMOS管
CLK1H_IN:第一時鐘訊號
CLK2H_IN:第二時鐘訊號
CLK2L_IN:第三時鐘訊號
CLK1L_IN:第四時鐘訊號
CLK1H_DRV:第一閘極驅動訊號
CLK2H_DRV:第二閘極驅動訊號
CLK2L_DRV:第三閘極驅動訊號
CLK1L_DRV:第四閘極驅動訊號
14:偏置電路
R:電阻
141、145、141a、141b、145a、145b:第二PMOS管
142、144、142a、142b、144a、144b:第二NMOS管
143、143a、143b:第三NMOS管
VBP1:第一偏置電壓
VBP2:第二偏置電壓
圖1為習知之電荷泵之電路圖。
圖2為習知之電荷泵之時序圖。
圖3為本發明較佳實施方式之電荷泵之功能框圖。
圖4為圖3中升壓電路之電路圖。
圖5為圖3中閘極驅動電路之功能框圖。
圖6為圖3中閘極驅動電路之電路圖。
圖7為圖3所示電荷泵之時序圖。
圖8為圖3中電荷泵於充電階段時之電流路徑圖。
圖9為圖3中電荷泵於放電階段時之電流路徑圖。
圖10為本發明另一實施例之閘極驅動電路之電路圖。
下面將結合本發明實施例中之附圖，對本發明實施例中之技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述之實施例僅僅是本發明一部 分實施例，而不是全部之實施例。基於本發明中之實施例，所屬領域具有通常知識者於沒有做出創造性勞動前提下所獲得之所有其他實施例，均屬於本發明保護之範圍。
需要說明的是，當一個元件被稱為“電連接”另一個元件，它可直接於另一個元件上或者亦可存在居中之元件。當一個元件被認為是“電連接”另一個元件，它可是接觸連接，例如，可是導線連接之方式，亦可是非接觸式連接，例如，可是非接觸式耦合之方式。
除非另有定義，本文所使用之所有之技術與科學術語與屬於所屬領域具有通常知識者通常理解之含義相同。本文中於本發明之說明書中所使用之術語僅是為描述具體之實施例之目不是旨在於限制本發明。
下面結合附圖，對本發明之一些實施方式作詳細說明。於不衝突之情況下，下述之實施例及實施例中之特徵可相互組合。
請參閱圖3，圖3是本發明電荷泵100之功能框圖。該電荷泵100可設置於消費電子類之晶片(圖未標)中。該電荷泵100包括升壓電路11及閘極驅動電路13。該升壓電路11包括輸入電源VIN(參圖4)。該閘極驅動電路13電連接至該升壓電路11，用以輸出相應之閘極驅動訊號至該升壓電路11，進而相應控制該升壓電路11內之開關管導通或截止，從而對該輸入電源VIN之電壓進行升壓。於本實施例中，該電荷泵100是對該輸入電源VIN之電壓進行兩倍升壓。
請一併參閱圖4，該升壓電路11包括該輸入電源VIN、第一開關管MP1、第二開關管MP2、第三開關管MP3、第四開關管MN1、第一電容CF及第二電容CL。
該第一及第三開關管MP1、MP3之源極連接於一起，並電連接至該輸入電源VIN之一端。該輸入電源VIN之另一端接地。該第一開關管MP1之汲極與該第二開關管MP2之源極連接於一起，並電連接至該第一電容CF之一端，例如連接至該第一電容CF之上極板VT。該第三開關管MP3之汲極與該第四開關管MN1之汲極連接於一起，並電連接至該第一電容CF之另一端，例如連接至該第一電容CF之下極板VB。該第二開關管MP2之汲極電連接至該第二電容CL之一端，並作為該升壓電路11之輸出端VOUT，以輸出第一電壓。該第二電容CL之另一端接地。該第四開關管MN1之源極接地。該第一至第四開關管MP1-MP3、MN1之閘極均電連接至該閘極驅動電路13，用以接收相應之閘極驅動訊號，進而相應之導通或截止，以對該輸入電源VIN之電壓進行升壓。
例如，於本實施例中，該第一開關管MP1之閘極用以接收一第一閘極驅動訊號CLK1H_DRV，以控制該第一開關管MP1之導通或截止。該第二開關管MP2之閘極用以接收一第二閘極驅動訊號CLK2H_DRV，以控制該第二開關管MP2之導通或截止。該第三開關管MP3之閘極用以接收一第三閘極驅動訊號CLK2L_DRV，以控制該第三開關管MP3之導通或截止。該第四開關管MP4之閘極用以接收一第四閘極驅動訊號CLK1L_DRV，以控制該第四開關管MN1之導通或截止。
可理解，於本實施例中，該第一至第三開關管MP1-MP3均為PMOS管。該第四開關管MN1為NMOS管。當輸入至該第一至第三開關管MP1-MP3之閘極驅動訊號為低電平(例如0V)時，該第一至第三開關管MP1-MP3導通。反當輸入至該第一至第三開關管MP1-MP3之閘極驅動 訊號為高電平時，該第一至第三開關管MP1-MP3截止。當輸入至該第四開關管MN1之閘極驅動訊號為低電平(例如0V)時，該第四開關管MN1截止。反當輸入至該第四開關管MN1之閘極驅動訊號為高電平時，該第四開關管MN1導通。可理解，於本實施例中，該升壓電路11之輸出端VOUT輸出之第一電壓值約為該輸入電源VIN輸出之電壓值之兩倍。
可理解，於本實施例中，該第一電容CF為飛(flying)電容。該第二電容CL為穩壓電容。
請一併參閱圖5，於本實施例中，該閘極驅動電路13包括第一閘極驅動子電路13a、第二閘極驅動子電路13b、第三閘極驅動子電路13c及第四閘極驅動子電路13d。該第一至第四閘極驅動子電路13a-13d用以分別輸出相應之閘極驅動訊號至該升壓電路11中之開關管。例如該第一閘極驅動子電路13a輸出該第一閘極驅動訊號CLKIH_DRV至該第一開關管MP1。該第二閘極驅動子電路13b輸出該第二閘極驅動訊號CLK2H_DRV至該第二開關管MP2。該第三閘極驅動子電路13c輸出該第三閘極驅動訊號CLK2L_DRV至該第三開關管MP3。該第四閘極驅動子電路13d輸出該第四閘極驅動訊號CLK1L_DRV至該第四開關管MN1。
該第一閘極驅動子電路13a包括第一電流鏡、第一PMOS管132、第一NMOS管133及第二電流鏡。該第一電流鏡之一端電連接至一第一電源。該第一PMOS管132之源極電連接至該第一電流鏡之另一端。該第一NMOS管133之閘極與該第一PMOS管132之閘極電連接於一起，並電連接至一第一時鐘訊號CLK1H_IN。該第一NMOS管133之汲極與該第一PMOS管132之汲極電連接於一起，並輸出該第一閘極驅動訊號 CLKIH_DRV至該第一開關管MP1。該第一NMOS管133之源極電連接至該第二電流鏡之一端，該第二電流鏡之另一端接地。
可理解，該第二閘極驅動子電路13b之電路結構與該第一閘極驅動子電路13a之電路結構類似，即包括第一電流鏡、第一PMOS管132、第一NMOS管133及第二電流鏡。該第二閘極驅動子電路13b與該第一閘極驅動子電路13a之區別僅在於輸入之時鐘訊號及輸出之驅動訊號不同。具體而言，該第二閘極驅動子電路13b中該第一PMOS管132之閘極與該第一NMOS管133之閘極是電連接至一第二時鐘訊號CLK2H_IN，並藉由該第一PMOS管132之汲極與該第一NMOS管133之汲極輸出該第二閘極驅動訊號CLK2H_DRV至該第二開關管MP2。
該第三閘極驅動子電路13c之電路結構與該第一閘極驅動子電路13a之電路結構類似，即包括第一電流鏡、第一PMOS管132、第一NMOS管133及第二電流鏡。該第三閘極驅動子電路13c與該第一閘極驅動子電路13a之區別僅在於輸入之時鐘訊號、輸出之驅動訊號及接入之電源不同。具體而言，該第三閘極驅動子電路13c中該第一電流鏡之一端是電連接至一第二電源。該第三閘極驅動子電路13c中該第一PMOS管132之閘極與該第一NMOS管133之閘極是電連接至一第三時鐘訊號CLK2L_IN，並藉由該第一PMOS管132之汲極與該第一NMOS管133之汲極輸出該第三閘極驅動訊號CLK2L_DRV至該第三開關管MP3。
該第四閘極驅動子電路13d之電路結構與該第一閘極驅動子電路13a之電路結構類似，即包括第一電流鏡、第一PMOS管132、第一NMOS管133及第二電流鏡。該第四閘極驅動子電路13d與該第一閘極驅 動子電路13a之區別僅在於輸入之時鐘訊號、輸出之驅動訊號及接入之電源不同。具體而言，該第四閘極驅動子電路13d中該第一電流鏡之汲極是電連接至該第二電源。該第四閘極驅動子電路13d中該第一PMOS管132之閘極與該第一NMOS管133之閘極是電連接至一第四時鐘訊號CLK1L_IN，並藉由該第一PMOS管132之汲極與該第一NMOS管133之汲極輸出該第四閘極驅動訊號CLK1L_DRV至該第四開關管MN1。
可理解，請一併參閱圖6，該閘極驅動電路13還包括偏置電路14、第二PMOS管141、145及第二NMOS管142、144。於本實施例中，該第一電流鏡為一個PMOS管131，該第二電流鏡為一個NMOS管134。該PMOS管131之閘極電連接至該第二PMOS管141、145之閘極。該PMOS管131之汲極電連接至該第一PMOS管132之源極。該NMOS管134之閘極電連接至該第二NMOS管142、144之閘極。該NMOS管134之汲極電連接至該第一NMOS管133之源極。該NMOS管134之源極接地。該第二PMOS管141、145之汲極電連接至該第二PMOS管141、145之閘極，並輸出相應之第一偏置電壓VBP1或第二偏置電壓VBP2至該第一電流鏡，即該PMOS管131。該第二NMOS管142、144之汲極電連接至該第二PMOS管141、145之汲極。該第二NMOS管142、144之源極接地。該偏置電路14電連接至該第二NMOS管142、144之閘極，以為該第二NMOS管142、144提供偏置電流。
可理解，於本實施例中，該第一電流鏡之源極電連接至相應之第一電源或第二電源，該第二PMOS管141、145之源極電連接至該第一電源或第二電源。例如，該第一及第二閘極驅動子電路13a、13b中之第一 電流鏡之源極電連接至該第一電源，該第二PMOS管141之源極電連接至該第一電源。該第三及第四閘極驅動子電路13c、13d中之第一電流鏡之源極電連接至該第二電源，該第二PMOS管145之源極電連接至該第二電源。
可理解，於本實施例中，該偏置電路14包括電阻R及第三NMOS管143。其中，該電阻R之一端電連接至該第二電源。該電阻R之另一端電連接至該第三NMOS管143之汲極。該第三NMOS管143之閘極與汲極連接於一起，源極接地。於本實施例中，該第二電源藉由串聯之電阻R與該第三NMOS管143產生該偏置電流。
可理解，於本實施例中，該第二NMOS管142、144與該第三NMOS管143形成電流鏡像，且該偏置電路14藉由二極體連接之該第二PMOS管141、145產生相應之第一偏置電壓VBP1或第二偏置電壓VBP2，進而輸出至相應之第一電流鏡。例如，該偏置電路14藉由該第二PMOS管141產生第一偏置電壓VBP1至該第一及第二閘極子電路13a、13b中之第一電流鏡。該偏置電路14藉由該第二PMOS管145產生第二偏置電壓VBP2至該第三及第四閘極子電路13c、13d中之第一電流鏡。
可理解，於本實施例中，由於該電荷泵100中該輸出端VOUT輸出之第一電壓約為該輸入電源VIN之電壓之兩倍。因此，可使用該電荷泵100之輸入電源VIN之電壓及該第一電壓來作為該閘極驅動電路13之供電電壓。具體將該輸出端VOUT作為該第一電源，將該輸入電源VIN作為該第二電源。即該第一電源之電壓值約為該第二電源之電壓值之兩倍。
可理解，該閘極驅動電路13可適用於開關型電荷泵，即該電荷泵100可為開關型電荷泵。
請一併參閱圖7，為該電荷泵100之開關控制時序圖。於該閘極驅動訊號(例如CLK1H_DRV、CLK1L_DRV、CLK2L_DRV及CLK2H_DRV)之控制下，該電荷泵100會出現兩個工作階段，即充電階段與放電階段。其中，於充電階段，該第一開關管MP1與該第四開關管MN1導通，該第二開關管MP2與該第三開關管MP3截止，該輸入電源VIN對該第一電容CF充電，其充電電流路徑P1參圖8。於放電階段，該第一開關管MP1與該第四開關管MN1截止，該第二開關管MP2與該第三開關管MP3導通。此時，該第一電容CF之下極板VB被該輸入電源VIN驅動，該第一電容CF之上極板VT則放電至該第二電容CL，其放電電流路徑P2參圖9。如此，該第二電容CL上之輸出電壓(即該電荷泵100之輸出電壓)於每個放電階段均會上升，直至其輸出電壓值接近該輸入電源VIN之電壓值之兩倍。
另外，請再次參閱圖7，於本實施例中，以該第一閘極驅動子電路13a為例介紹該閘極驅動電路13之工作原理。其中當該第一時鐘訊號CLK2L_IN為高時，該第一NMOS管133導通，該第二電流鏡將以恒定電流對該第一開關管MP1之閘極之寄生電容放電。即當該第一NMOS管133導通時，該第二電流鏡提供放電電流，進而該第一閘極驅動訊號CLK1H_DRV以固定斜率緩慢放電。當該第一時鐘訊號CLK2L_IN由高變低時，該第一PMOS管132導通，該第一電流鏡將以恒定電流對該第一開關管MP1之閘極之寄生電容充電。即當該第一PMOS管132導通時，該第一電流鏡提供充電電流，進而該第一閘極驅動訊號CLK1H_DRV以固定斜率緩慢充電。如此，該第一開關管MP1之閘極控制訊號，即第一閘極驅動 訊號CLK1H_DRV之上升沿、下降沿相應變緩，這樣該第一開關管MP1之開啟或關閉之速度亦會相應降低，進而該第一開關管MP1之源漏電流Ids變化亦會變緩，峰值電流相應降低，該第一電容CF之上下極板VT/VB之電壓上升、下降沿亦變緩，進而有效降低該電荷泵100之電磁干擾(EMI)輻射。
可理解，於其他實施例中，該第一電流鏡中PMOS管之數量不局限於一個。該第二電流鏡中NMOS管之數量亦不局限於一個。例如，請一併參閱圖10，該第一電流鏡可為兩個串聯之PMOS管，例如PMOS管131a、131b。該第二電流鏡可為兩個串聯之NMOS管，例如PMOS管134a、134b。相應地，該閘極驅動電路13中第二PMOS管之數量、該第二NMOS管之數量以及該偏置電路14中第三NMOS管之數量亦隨著該第一電流鏡中PMOS管之數量及該第二電流鏡中NMOS管之數量同步變化。例如，該兩個串聯之PMOS管131a、131b對應兩個串聯之第二PMOS管141a、141b或者145a、145b。該兩個串聯之NMOS管134a、134b對應兩個串聯之第二NMOS管142a、142b或者144a、144b。該兩個串聯之PMOS管131a、131b及該兩個串聯之NMOS管134a、134b還對應兩個串聯之第三NMOS管143a、143b。
可理解，圖10所示之電路結構與圖6所示電路結構類似，僅第一電流鏡中PMOS管之數量、第二電流鏡中NMOS管之數量、第二PMOS管之數量、第二NMOS管之數量及第三NMOS管之數量不同，於此不再贅述。
可理解，上述實施例中，當該第一電源或者第二電源足夠驅 動兩個PMOS管或者兩個NMOS管時，該第一電流鏡包括兩個串聯之PMOS管時之電流相對僅包括一個PMOS管之電流更穩定。同樣，該第二電流鏡包括兩個串聯之NMOS管時之電流相對僅包括一個NMOS管之電流更穩定。
上述閘極驅動電路13藉由設置該第一電流鏡及第二電流鏡，可分別提供相應之充電電流及放電電流，進而使得電荷泵100中之開關管之開啟與關閉之速度相應降低，該開關管之源漏電流Ids之變化變緩，從而有效降低該電荷泵100之EMI。即本發明提供之電荷泵100之電路結構簡單且具有較低之EMI輻射。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非是對本發明作任何形式上的限定。另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
13:閘極驅動電路
13a:第一閘極驅動子電路
13b:第二閘極驅動子電路
13c:第三閘極驅動子電路
13d:第四閘極驅動子電路
131:PMOS管
132:第一PMOS管
133:第一NMOS管
134:NMOS管
VIN:輸入電源
VOUT:輸出端
CLK1H_IN:第一時鐘訊號
CLK2H_IN:第二時鐘訊號
CLK2L_IN:第三時鐘訊號
CLK1L_IN:第四時鐘訊號
CLK1H_DRV:第一閘極驅動訊號
CLK2H_DRV:第二閘極驅動訊號
CLK2L_DRV:第三閘極驅動訊號
CLK1L_DRV:第四閘極驅動訊號
14:偏置電路
R:電阻
141、145:第二PMOS管
142、144:第二NMOS管
143:第三NMOS管
VBP1:第一偏置電壓
VBP2:第二偏置電壓

Claims (10)

  1. 一種閘極驅動電路，應用於一電荷泵，該閘極驅動電路包括至少一閘極驅動子電路，該至少一閘極驅動子電路包括：第一電流鏡，該第一電流鏡之一端電連接至第一電源或第二電源；第一PMOS管，該第一PMOS管之源極電連接至該第一電流鏡之另一端；第一NMOS管，該第一NMOS管之閘極電連接至該第一PMOS管之閘極，該第一NMOS管之汲極電連接至該第一PMOS管之汲極；及第二電流鏡，該第二電流鏡之一端電連接至該第一NMOS管之源極，該第二電流鏡之另一端接地；其中，該第一PMOS管之閘極與該第一NMOS管之閘極用以接收相應之時鐘訊號，並藉由該第一PMOS管之汲極與該第一NMOS管之汲極輸出相應之閘極驅動訊號，該第一電流鏡用以當該第一PMOS管導通時，提供充電電流，該第二電流鏡用以當該第一NMOS管導通時，提供放電電流。
  2. 如請求項1所述之閘極驅動電路，其中該第一電流鏡為一個PMOS管或者兩個串聯之PMOS管，該第二電流鏡為一個NMOS管或者兩個串聯之NMOS管。
  3. 如請求項2所述之閘極驅動電路，其中當該第一電流鏡為一個PMOS管，且該第二電流鏡為一個NMOS管時，該閘極驅動電路還包括偏置電路、第二PMOS管及第二NMOS管，該第一電流鏡之閘極電連接至該第二PMOS管之閘極，該第一電流鏡之源極電連接至該第一電源或第二電源，該第一電流鏡之汲極電連接至該第一PMOS管之源極，該第二電流鏡之閘極電連接至該第二NMOS管之閘極，該第二電流鏡之汲極電連接至該第一NMOS管之源極，該第二電流鏡之源極接地，該第二PMOS管之 源極電連接至該第一電源或第二電源，該第二PMOS管之汲極電連接至該第二PMOS管之閘極，並輸出相應之第一偏置電壓或第二偏置電壓至該第一電流鏡，該第二NMOS管之汲極電連接至該第二PMOS管之汲極，該第二NMOS管之源極接地，該偏置電路包括電阻及第三NMOS管，該電阻之一端電連接至該第二電源，該電阻之另一端電連接至該第三NMOS管之汲極，該第三NMOS管之閘極與汲極連接於一起，源極接地，該第三NMOS管之閘極還電連接至該第二NMOS管之閘極，以為該第二NMOS管提供偏置電流。
  4. 如請求項2所述之閘極驅動電路，其中當該第一電流鏡為兩個串聯之PMOS管，且該第二電流鏡為兩個串聯之NMOS管時，該閘極驅動電路還包括偏置電路、兩個第二PMOS管及兩個第二NMOS管；該兩個串聯之PMOS管之其中一個PMOS管之源極電連接至該第一電源或第二電源，汲極電連接至該兩個串聯之PMOS管之另一個PMOS管之源極，該另一個PMOS管之汲極電連接至該第一PMOS管之源極；該兩個串聯之NMOS管之其中一個NMOS管之汲極電連接至該第一NMOS管之源極，源極電連接至該兩個串聯之NMOS管之另一個NMOS管之汲極，該另一個NMOS管之源極接地；該兩個第二PMOS管相互串聯，且其中一個第二PMOS管之閘極與汲極電連接於一起，並電連接至該其中一個PMOS管之閘極，該其中一個第二PMOS管之源極還電連接至該第一電源或該第二電源，汲極電連接至另一個第二PMOS管之源極；該另一個第二PMOS管之閘極與汲極電連接於一起，並電連接至該另一個PMOS管之閘極；該兩個第二NMOS管相互串聯，且其中一個第二NMOS管之汲極電連接至該另一個第二PMOS管之汲極，源極電連接至另一個第二NMOS管之汲極；該另一個第二NMOS管之源極接地；該偏置電路包括電阻及兩個第三NMOS管， 該電阻之一端電連接至該第二電源，該電阻之另一端電連接至其中一個第三NMOS管之汲極；該其中一個第三NMOS管之閘極與汲極電連接於一起，且電連接至該其中一個第二NMOS管之閘極，以為該其中一個第二NMOS管提供偏置電流；該其中一個第三NMOS管之源極電連接至另外一個第三NMOS管之汲極及閘極，該另外一個第三NMOS管之源極接地；該另外一個第三NMOS管之閘極還電連接至該另外一個第二NMOS管之閘極，以為該另外一個第二NMOS管提供偏置電流。
  5. 如請求項1所述之閘極驅動電路，其中該第一電源為該電荷泵之輸出端，該第二電源為該電荷泵之輸入電源。
  6. 一種電荷泵，其改良在於，該電荷泵包括升壓電路及如請求項1-4中任一項所述之閘極驅動電路，該閘極驅動電路電連接該升壓電路，以輸出相應之該閘極驅動訊號至該升壓電路。
  7. 如請求項6所述之電荷泵，其中該升壓電路包括輸入電源、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第一電容及第二電容，該第一及第三開關管之源極連接於一起，並電連接至該輸入電源之一端，該輸入電源之另一端接地，該第一開關管之汲極與該第二開關管之源極連接於一起，並電連接至該第一電容之一端，該第三開關管之汲極與該第四開關管之汲極連接於一起，並電連接至該第一電容之另一端，該第二開關管之汲極電連接至該第二電容之一端，並作為該升壓電路之輸出端，以輸出第一電壓，該第二電容之另一端接地，該第四開關管之源極接地，該第一至第四開關管之閘極分別電連接至該閘極驅動電路中該第一PMOS管之汲極與該第一NMOS管之汲極，以接收相應之閘極驅動訊號，進而相應之導通或截止，從而對該輸入電源之電壓進行升壓。
  8. 如請求項7所述之電荷泵，其中該第一電容為飛電容，該 第二電容為穩壓電容。
  9. 如請求項7所述之電荷泵，其中該第一開關管、該第二開關管及該第三開關管均為PMOS管，該第四開關管為NMOS管。
  10. 一種晶片，其改良在於，包括如請求項6所述之電荷泵。
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