专利名称：电荷泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电荷泵(Charge Pump)，尤其涉及一种可放大输入电压并提供对应的稳定输出电压的电荷泵。
背景技术：
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)为一种外型轻薄的平面显示装置(Flat Panel Display，FPD)，其具有低辐射、体积小及低耗能等优点，已逐渐取代传统的阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube，CRT)，因而被广泛地应用在笔记本型计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、平板电视，或移动电话等信息产品上。
电荷泵(Charge Pump)常被用来作为升压电路(Booster)或倍压电路(Voltage Multiplier)，在液晶显示器中常会利用电荷泵来提高低电压源(例如锂电池)的输出电压，以提供较高伏特值的工作电压至源极驱动电路(SourceDriver)与栅极驱动电路(Gate Driver)等驱动电路。一般而言，施加在液晶单元的驱动电压极性必须每隔一预定时间进行反转，以避免液晶材料产生极化(Polarization)而造成永久性的破坏。当驱动电压的极性开始反转时，源极驱动电路与栅极驱动电路的电流消耗最大，因此这时也是该电荷泵负载最大的时候。为了确保液晶显示器能有效地工作，电荷泵需要提供足够的负载工作范围和工作效率(升压效率)。
请参考图1，图1为现有技术中一电荷泵700的示意图。电荷泵700包含一电平移位(Level Shifter)电路27与一电荷交换控制开关电路37。电平移位电路27由开关SW1-SW4组成，而电荷交换控制开关电路37由开关SW5-SW8组成。电荷泵700的输入端和输出端的电位分别由VIN和VOUT表示。电平移位电路27可分别在其端点A1和A2接收频率信号CLK和XCK，通过开关SW1-SW4来提高频率信号CLK和XCK的信号电平，并在其端点B1和B2分别输出提高信号电平后的控制信号S1和S2。电荷交换控制开关电路37根据控制信号S1和S2来控制开关SW5-SW8，可将输入电压VIN放大至所需的输出电压VOUT，以达到升压的效果。在现有技术的定电荷泵700中，开关SW1、SW2、SW5和SW6可为N型金属氧化物半导体(N-TypeMetal-Oxide-Semiconductor，NMOS)晶体管，而开关SW3、SW4、SW7和SW8可为P型金属氧化物半导体(P-Type Metal-Oxide-Semiconductor，PMOS)晶体管。在现有技术的电荷泵700中，电平移位电路27提供的全电压频率控制信号S1和S2能有效地致动电荷转换电路开关37，因此电荷泵700能提供准确的输出电压VOUT。然而，电荷泵700只能适合在较小的负载变化下工作，如果使用在负载变化大的设计上，电荷泵700在低负载下的工作效率将严重衰减，在负载过大时也可能无法正常工作。
请参考图2，图2为现有技术中一电容推挽(Push-Pull)式电荷泵800的示意图。电容推挽式电荷泵800包含一电平移位电路28与电荷交换控制开关电路38。电平移位电路28由开关SW1、SW2和电容CLS1、CLS2组成，而电荷交换控制开关电路36由开关SW3-SW6组成。电容推挽式电荷泵800的输入端和输出端的电位分别由VIN和VOUT来表示。电平移位电路28可分别在其端点A1和A2接收频率信号CLK和XCK，通过开关SW1和SW2来提高频率信号CLK和XCK的信号电平，并在其端点B1和B2分别输出提高信号电平后的控制信号S1和S2。电荷交换控制开关电路38依据控制信号S1和S2来控制开关SW3-SW6，可将输入电压VIN放大至所需的输出电压VOUT，以达到升压的效果。在现有技术的电容推挽式电荷泵800中，开关SW1、SW2、SW5和SW6可为PMOS晶体管，而开关SW3和SW4可为NMOS晶体管。电容推挽式电荷泵800可随着电荷负载大小自动调整频率控制信号的振幅，通过该方式自动降低转换的电荷量，因此能提供较高的工作效率。然而，电容推挽式电荷泵800的频率信号电平并不能到达全电压，输出电压VOUT会较不稳定，容易随着负载的不同产生变化。
发明内容
本发明提供一种电荷泵，用来放大其输入端接收到的一输入电压并在其输出端输出放大后的一输出电压，该电荷泵包含一电平移位电路，用来在一第一与一第二输入端分别接收一第一与一第二频率信号，提高该第一与第二频率信号的电平，并在一第一与一第二输出端分别输出对应的一第一与一第二控制信号；以及一电荷转换电路，其输入端和输出端分别耦接在该电荷泵的输入端及输出端，用来接收该输入电压、依据该第一与第二控制信号来提高该输入电压的电平，并产生对应的该输出电压。该电平移位电路包含一第一开关，该第一开关的控制端耦接在该电平移位电路的第一输入端，并且该第一开关的第二端耦接在该电平移位电路的第一输出端；一第二开关，该第二开关的控制端耦接于该电平移位电路的第二输入端，该第二开关的第一端耦接于该第一开关的第一端，且该第二开关的第二端耦接于该电平移位电路的第二输出端；一第三开关，该第三开关的控制端耦接于该电平移位电路的第二输出端，该第三开关的第一端耦接于该电荷泵的输出端，且该第三开关的第二端耦接于该电平移位电路的第一输出端；一第四开关，该第四开关的控制端耦接于该电平移位电路的第一输出端，该第四开关的第一端耦接于该电荷泵的输出端，且该第四开关的第二端耦接于该电平移位电路的第二输出端；一第一电容，耦接于该电平移位电路的第一输入端和该电平移位电路的第二输出端之间；以及一第二电容，耦接于该电平移位电路的第二输入端和该电平移位电路的第一输出端之间。该电荷转换电路包含一第五开关，该第五开关的控制端耦接于该电平移位电路的第一输出端，该第五开关的第一端耦接于该电平移位电路的第一输入端，并且该第五开关的第二端耦接于该电荷泵的输入端；一第六开关，该第六开关的控制端耦接于该电平移位电路的第二输出端，该第六开关的第一端耦接于该电平移位电路的第二输入端，并且该第六开关的第二端耦接于该电荷泵的输入端；一第七开关，该第七开关的控制端耦接于该电平移位电路的第一输出端，该第七开关的第一端耦接于该电荷泵的输出端，并且该第七开关的第二端耦接于该电平移位电路的第一输入端；以及一第八开关，该第八开关的控制端耦接于该电平移位电路的第二输出端，该第八开关的第一端耦接于该电平移位电路的第二输入端，并且该第八开关的第二端耦接于该电荷泵的输出端。
本发明还提供一种电荷泵，用来放大其输入端接收到的一输入电压并在其输出端输出放大后的一输出电压，该电荷泵包含一电平移位电路，用来在一第一与一第二输入端分别接收一第一与一第二频率信号，提高该第一与第二频率信号的电平，并于一第一与一第二输出端分别输出对应的一第一与一第二控制信号；以及一电荷转换电路，用来接收并依据该第一与第二控制信号来提高该输入电压的电平，并产生对应的该输出电压。该电平移位电路包含一第一开关，该第一开关的控制端耦接于该电平移位电路的第一输入端，该第一开关的第一端耦接于该电平移位电路的第一输出端，并且该第一开关的第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第二开关，该第二开关的控制端耦接于该电平移位电路的第二输入端，该第二开关的第一端耦接于该电平移位电路的第二输出端，而该第二开关的第二端耦接于该电荷泵的输入端；一第三开关，该第三开关的一控制端耦接于该电平移位电路的第二输出端，该第三开关的第一端耦接于该电平移位电路的第一输出端，而该第三开关的第二端耦接于该电荷泵的输出端；一第四开关，该第四开关的控制端耦接于该电平移位电路的第一输出端，该第四开关的第一端耦接于该电平移位电路的第二输出端，而该第四开关的第二端耦接于该电荷泵的输出端；一第一电容，耦接于该电平移位电路的第二输入端和该电平移位电路的第一输出端之间；以及一第二电容，耦接于该电平移位电路的第一输入端和该电平移位电路的第二输出端之间。该电荷转换电路包含一第五开关，该第五开关的控制端耦接于该电平移位电路的第二输出端，而该第五开关的第二端耦接于该电平移位电路的第一输入端；一第六开关，该第六开关的控制端耦接于该第一电平移位电路的第一输出端，该第六开关的第一端耦接于该第五开关的第一端，而该第六开关的第二端耦接于该电平移位电路的第二输入端；一第七开关，该第七开关的控制端耦接于该电平移位电路的第一输出端，该第七开关的第一端耦接于该第五开关的第二端，而该第七开关的第二端耦接于该电荷泵的输出端；以及一第八开关，该第八开关的控制端耦接于该第一电平移位电路的第二输出端，该第八开关的第一端耦接于该第六开关的第二端，而该第八开关的第二端耦接于该电荷泵的输出端。
图1为现有技术中一电荷泵的示意图；图2为现有技术中一电容推挽式电荷泵的示意图；图3为本发明第一实施例中一正极性电荷泵的示意图；图4为本发明第二实施例中一正极性电荷泵的示意图；图5为本发明第三实施例中一负极性电荷泵的示意图；图6为本发明第四实施例中一负极性电荷泵的示意图；
图7为本发明第五实施例中一复合式电荷泵的示意图；图8为本发明第六实施例中一复合式电荷泵的示意图；图9为复合式电荷泵的输出电压和工作效率的仿真信号图；图10为复合式电荷泵的输出电压和工作效率的仿真信号图。
其中，附图标记100-800 电荷泵21-28 电平移位电路31-38 电荷交换控制开关电路SW1-SW10 开关CLS1、CLS2电容具体实施方式
请参考图3，图3为本发明第一实施例中一正极性电荷泵100的示意图。正极性电荷泵100包含一电平移位电路21与一电荷交换控制开关电路31。电平移位电路21由开关SW1-SW4和电容CLS1、CLS2组成，而电荷交换控制开关电路31由开关SW5-SW8组成。正极性电荷泵100的输入端和输出端的电位分别由VIN和VOUT来表示。在本发明第一实施例的正极性电荷泵100中，开关SW1、SW2、SW5和SW6可为NMOS晶体管，而开关SW3、SW4、SW7和SW8可为PMOS晶体管。
在电平移位电路21中，开关SW1和SW2的栅极分别耦接于端点A1和A2，开关SW1和SW2的漏极分别耦接于端点B1和B2，而开关SW1和SW2的源极彼此互相耦接。开关SW3和SW4的栅极分别耦接于端点B2和B1，开关SW3和SW4的漏极分别耦接于端点B1和B2，而开关SW3和SW4的源极都耦接于正极性电荷泵100的输出端。同时，电容CLS1耦接于端点A1和端点B2之间，而电容CLS2耦接于端点A2和端点B1之间。电平移位电路21可分别在其端点A1和A2接收频率信号CLK和XCK，通过开关SW1-SW4来提高频率信号CLK和XCK的信号电平，并在其端点B1和B2分别输出提高信号电平后的控制信号S1和S2。
在电荷交换控制开关电路31中，开关SW5和SW6的栅极分别耦接于端点B1和B2，而开关SW5和SW6的漏极都耦接于电荷泵100的输入端。开关SW7和SW8的栅极分别耦接于端点B1及B2，开关SW7和SW8的漏极分别耦接于开关SW5的源极和正极性电荷泵100的输出端，而开关SW7和SW8的源极分别耦接于正极性电荷泵100的输出端和开关SW6的源极。电荷交换控制开关电路31可依据控制信号S1和S2来控制开关SW5-SW8，可将输入电压VIN放大至所需的输出电压VOUT，以达到升压的效果。
本发明第一实施例的正极性电荷泵100能提供的全电压频率控制信号，因此能提供准确的正极性输出电压VOUT。同时，正极性电荷泵100的稳定时间很短，因此能提供较高的工作效率。
请参考图4，图4为本发明第二实施例中一正极性电荷泵200的示意图。正极性电荷泵200包含一电平移位电路22与一电荷交换控制开关电路32。电平移位电路22由开关SW1-SW4和电容CLS1、CLS2组成，而电荷交换控制开关电路32由开关SW5-SW10组成。正极性电荷泵200的输入端和输出端的电位分别由VIN和VOUT来表示。在本发明第二实施例的正极性电荷泵200中，开关SW1、SW2、SW5和SW6可为NMOS晶体管，而开关SW3、SW4、SW7-SW10可为PMOS晶体管。
在电平移位电路22中，开关SW1和SW2的栅极分别耦接于端点A1和A2，开关SW1和SW2的漏极分别耦接于端点B1及B2，而开关SW1和SW2的源极彼此互相耦接。开关SW3和SW4的栅极分别耦接于端点B2和B1，开关SW3和SW4的漏极分别耦接于端点B1和B2，而开关SW3和SW4的源极都耦接于电荷泵200的输出端。同时，电容CLS1耦接于端点A1和端点B2之间，而电容CLS2耦接于端点A2和端点B1之间。电平移位电路22可分别在其端点A1和A2接收频率信号CLK和XCK，通过开关SW1-SW4来提高频率信号CLK和XCK的信号电平，并在其端点B1和B2分别输出提高信号电平后的控制信号S1和S2。
在电荷交换控制开关电路32中，开关SW5和SW6的栅极分别耦接于端点B1和B2，而开关SW5和SW6的漏极耦接于正极性电荷泵200的输入端。开关SW7和SW8的栅极分别耦接于端点B1及B2，开关SW7和SW8的漏极分别耦接于开关SW5的源极和正极性电荷泵200的输出端，而开关SW7和SW8的源极分别耦接于正极性电荷泵200的输出端和开关SW6的源极。开关SW9和SW10的栅极分别耦接于端点B2和B1，开关SW9和SW10的漏极分别耦接于开关SW5的源极和开关SW6的源极，而开关SW9和SW10的源极分别耦接于开关SW5的漏极和开关SW6的漏极。电荷交换控制开关电路32可依据控制信号S1和S2来控制开关SW5-SW10，可将输入电压VIN放大至所需的输出电压VOUT，以达到升压的效果。
本发明第二实施例的正极性电荷泵200能提供全电压频率控制信号，因此能提供准确的输出电压VOUT。同时，通过开关SW5、SW9与SW6、SW10之间的互补金属氧化物半导体(Complimentary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)晶体管结构，可更加缩短电荷交换控制开关电路32的稳定时间，因此正极性电荷泵200能更进一步提高工作效率。
请参考图5，图5为本发明第三实施例中一负极性电荷泵300的示意图。负极性电荷泵300包含一电平移位电路23与一电荷交换控制开关电路33。电平移位电路23由开关SW1-SW4和电容CLS1、CLS2组成，而电荷交换控制开关电路33由开关SW5-SW8组成。负极性电荷泵300的输入端和输出端的电位分别由VIN和VOUT来表示。在本发明第三实施例的负极性电荷泵300中，开关SW1和SW2可为PMOS晶体管，而开关SW3至SW8可为NMOS晶体管。
在电平移位电路23中，开关SW1和SW2的栅极分别接收频率信号CLK和XCK，开关SW1和SW2的漏极分别耦接于端点B1及B2，而开关SW1和SW2的源极则耦接于负极性电荷泵300的输入端。开关SW3和SW4的栅极分别耦接于端点B2及B1，开关SW3和SW4的漏极分别耦接于端点B1和B2，而开关SW3和SW4的源极都耦接于负极性电荷泵300的输出端。同时，频率信号XCK通过电容CLS1传至端点B1，而频率信号CLK通过电容CLS2传至端点B2。电平移位电路23可接收频率信号CLK和XCK，通过开关SW1-SW4来提高频率信号CLK和XCK的信号电平，并在其端点B1和B2分别输出提高信号电平后的控制信号S1和S2。
在电荷交换控制开关电路33中，开关SW5和SW6的栅极分别耦接于端点B2及B1，而开关SW5和SW6的漏极则互相耦接。开关SW7和SW8的栅极分别耦接于端点B1及B2，开关SW7和SW8的漏极分别耦接于开关SW5的源极和开关SW6的源极，而开关SW7和SW8的源极都耦接于负极性电荷泵300的输出端。电荷交换控制开关电路33可依据控制信号S1和S2来控制开关SW5-SW8，可将输入电压VIN放大至所需的负极性输出电压VOUT，以达到升压的效果。
本发明第三实施例的负极性电荷泵300能提供全电压频率控制信号，因此能提供准确的负极性输出电压VOUT。同时，负极性电荷泵300的稳定时间很短，因此能提供较高的工作效率。
请参考图6，图6为本发明第四实施例中一负极性电荷泵400的示意图。负极性电荷泵400包含一电平移位电路24与一电荷交换控制开关电路34。电平移位电路24由开关SW1-SW4和电容CLS1、CLS2组成，而电荷交换控制开关电路34由开关SW5-SW10组成。负极性电荷泵400的输入端和输出端的电位分别由VIN和VOUT来表示。在本发明第四实施例的负极性电荷泵400中，开关SW1、SW2、SW9和SW10可为PMOS晶体管，而开关SW3至SW8可为NMOS晶体管。
在电平移位电路24中，开关SW1和SW2的栅极分别接收频率信号CLK和XCK，开关SW1和SW2的漏极分别耦接于端点B1和B2，而开关SW1和SW2的源极则耦接于负极性电荷泵400的输入端。开关SW3和SW4的栅极分别耦接于端点B2和B1，开关SW3和SW4的漏极分别耦接于端点B1和B2，而开关SW3和SW4的源极都耦接于负极性电荷泵400的输出端。同时，频率信号XCK通过电容CLS1传至端点B1，而频率信号CLK通过电容CLS2传至端点B2。电平移位电路24可接收频率信号CLK和XCK，通过开关SW1-SW4来提高频率信号CLK和XCK的信号电平，并在其端点B1和B2分别输出提高信号电平后的控制信号S1和S2。
在电荷交换控制开关电路34中，开关SW5和SW6的栅极分别耦接于端点B2和B1，而开关SW5和SW6的漏极则互相耦接。开关SW7和SW8的栅极分别耦接于端点B1和B2，开关SW7和SW8的漏极分别耦接于开关SW5的源极和开关SW6的源极，而开关SW7和SW8的源极都耦接于电荷泵400的输出端。开关SW9和SW10的栅极分别耦接于端点B1和B2，开关SW9和SW10的漏极分别耦接于开关SW5和开关SW6的源极，而开关SW9和SW10的源极分别耦接于开关SW5和开关SW6的漏极。电荷交换控制开关电路34可依据控制信号S1和S2来控制开关SW5-SW10，可将输入电压VIN放大至所需的负极性输出电压VOUT，以达到升压的效果。
本发明第四实施例的负极性电荷泵400能提供全电压频率控制信号，因此能提供准确的负极性输出电压VOUT。同时，通过开关SW5、SW9与SW6、SW10之间的互补金属氧化物半导体晶体管结构，可更加缩短电荷交换控制开关电路34的稳定时间，因此负极性电荷泵400能更进一步提高工作效率。
本发明也可使用多个电荷泵来提供不同负载工作范围和工作效率。请参考图7，图7为本发明第五实施例中一复合式电荷泵500的示意图。复合式电荷泵500包含一电荷泵200与多个电荷泵100(图7内仅显示两个电荷泵100)。电荷泵200和每一电荷泵100的结构分别如图4和图3所示，而复合式电荷泵500的输出端电位由VOUT5来表示。电荷泵200与多个电荷泵100彼此并联，每一电荷泵都可分别在其端点A1和A2接收频率信号CLK和XCK，通过开关SW1-SW4来提高频率信号CLK和XCK的信号电平，并在其端点B1和B2分别输出提高信号电平后的控制信号S1和S2，因此可将输入电压VIN放大至所需的输出电压VOUT5，以达到升压的效果。
请参考图8，图8为本发明第六实施例中一复合式电荷泵600的示意图。电荷泵600包含一电荷泵200与多个电荷泵800(图8内仅显示两个电荷泵800)。电荷泵200和每一电荷泵800的结构分别如图4和图2所示，而复合式电荷泵600输出端的电位由VOUT6来表示。电荷泵200与多个电荷泵800彼此并联，每一电荷泵都可分别在其端点A1和A2接收频率信号CLK和XCK，通过开关SW1-SW4来提高频率信号CLK和XCK的信号电平，并在其端点B1和B2分别输出提高信号电平后的控制信号S1和S2，因此可将输入电压VIN放大至所需的输出电压VOUT6，以达到升压的效果。
请参考图9，图9为复合式电荷泵500和600的输出电压和工作效率的仿真信号图。在图9中，左侧纵轴代表输出电压，单位为伏特；右侧纵轴代表工作效率，单位为百分比；横轴代表输出负载，单位为K欧姆；曲线V3和曲线V4分别代表复合式电荷泵500和600的输出电压VOUT5和VOUT6；曲线EFF5和曲线EFF6分别代表复合式电荷泵500和600的工作效率。因此，本发明第五和第六实施例中的复合式电荷泵500和600可提供不同负载工作范围和工作效率。
同时，本发明也可通过电容CLS1和CLS2来调整电荷泵的输出电压和工作效率。请参考图10，图10为复合式电荷泵600的输出电压和工作效率的仿真信号图。在图10中，左侧纵轴代表输出电压，单位为伏特；右侧纵轴代表工作效率，单位为百分比；横轴代表输出负载，单位为k欧姆；曲线V6_5PF和曲线EFF6_5PF分别代表当电容CLS1和CLS2的值为5皮法(pico-farad，pF)时复合式电荷泵600的输出电压和工作效率；曲线V6_10PF和曲线EFF6_10PF分别代表当电容CLS1和CLS2的值为10皮法时复合式电荷泵600的输出电压和工作效率。
本发明电荷泵的电平移位电路能够快速地稳定，并且能提供全电压电平的栅极控制信号至电荷交换开关电路，因此可以大幅降低晶体管开关的阻抗，获得更有效率与稳定的电压输出。此外，本发明的组合式电荷泵可更进一步缩短电路的稳定时间(Settling Time)以及稳定输出电压的电平，可弹性地提供不同负载工作范围和二作效率。本发明能提供快速稳定的电源供应，可应用于移动电话、数码相机、和个人数字助理等装置。
以上仅示出了本发明的较佳实施例。显然在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以对本发明做出各种改进和变化。因此，本发明意图覆盖所有落入所附权利要求及其等效物的范围之内的改进和变化。
权利要求
1.一种电荷泵，用来放大其输入端接收到的一输入电压并在其输出端输出放大后的一输出电压，其特征在于，该电荷泵包含一第一电平移位电路，用来在一第一与一第二输入端分别接收一第一与一第二频率信号，提高该第一与第二频率信号的电平，并在一第一与一第二输出端分别输出相对应的一第一与一第二控制信号，该第一电平移位电路包含一第一开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输入端；一第一端；以及一第二端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第二开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输入端；一第一端，耦接于该第一开关的第一端；以及一第二端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第三开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该电荷泵之输出端；以及一第二端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第四开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第二端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一电容，耦接于该第一电平移位电路的第一输入端和该第一电平移位电路的第二输出端之间；以及一第二电容，耦接于该第一电平移位电路的第二输入端和该第一电平移位电路的第一输出端之间；以及一第一电荷转换电路，其输入端和输出端分别耦接于该电荷泵的输入端及输出端，用来接收该输入电压，依据该第一与第二控制信号来提高该输入电压的电平，并产生对应的该输出电压，该第一电荷转换电路包含一第五开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第一电平移位电路的第一输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第六开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第一电平移位电路的第二输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第七开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第二端，耦接于该第一电平移位电路的第一输入端；以及一第八开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第一电平移位电路的第二输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端。
2.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，还包含一第九开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第五开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第五开关的第一端；以及一第十开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第六开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第六开关的第一端。
3.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，还包含一第二电平移位电路，用来在一第一与一第二输入端分别接收该第一与第二频率信号，提高该第一与第二频率信号的电平，并在一第一与一第二输出端分别输出对应的一第三与一第四控制信号，该第二电平移位电路包含一第十一开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端；一第一端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第十二开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端；一第一端，耦接于该第十一开关的第一端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第十三开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第十四开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第三电容，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端和该第二电平移位电路的第二输出端之间；以及一第四电容，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端和该第二电平移位电路的第一输出端之间；以及一第二电荷转换电路，其输入端和输出端分别耦接于该电荷泵的输入端及输出端，用来接收该输入电压，依据该第三与第四控制信号来提高该输入电压的电平，并产生对应的该输出电压，该第二电荷转换电路包含一第十五开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第十六开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第十七开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端；以及一第十八开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端。
4.根据权利要求3所述的电荷泵，其特征在于，还包含一第十九开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第十五开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第十五开关的第一端；以及一第二十开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第十六开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第十六开关的第一端。
5.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，还包含一第二电平移位电路，用来在一第一与一第二输入端分别接收该第一与第二频率信号，提高该第一与第二频率信号的电平，并在一第一与一第二输出端分别输出对应的一第三与一第四控制信号，该第二电平移位电路包含一第三电容，其包含一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第四电容，其包含一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第十一开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第二端，耦接于该第三电容的第二端；以及一第十二开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第二端，耦接于该第四电容的第二端；以及一第二电荷转换电路，其输入端和输出端分别耦接于该电荷泵的输入端及输出端，用来接收该输入电压，并依据该第三与第四控制信号来提高该输入电压的电平，产生相对应的该输出电压，该第二电荷转换电路包含一第十三开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第十四开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第十五开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端；以及一第十六开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端。
6.根据权利要求5所述的电荷泵，其特征在于，还包含一第十七开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第十三开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第十三开关的第一端；以及一第十八开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第十四开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第十四开关的第一端。
7.一种电荷泵，用来放大其输入端接收到的一输入电压并在其输出端输出放大后的一输出电压，其特征在于，该电荷泵包含一第一电平移位电路，用来在一第一与一第二输入端分别接收一第一与一第二频率信号，提高该第一与第二频率信号的电平，并在一第一与一第二输出端分别输出对应的一第一与一第二控制信号，该第一电平移位电路包含一第一开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输入端；一第一端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第二开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输入端；一第一端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第三开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端；一第四开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端；一第一电容，耦接于该第一电平移位电路的第二输入端和该第一电平移位电路的第一输出端之间；以及一第二电容，耦接于该第一电平移位电路的第一输入端和该第一电平移位电路的第二输出端之间；以及一第一电荷转换电路，用来接收并依据该第一与第二控制信号来提高该输入电压的电平，并产生对应的该输出电压，该第一电荷转换电路包含一第五开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一端；以及一第二端，耦接于该第一电平移位电路的第一输入端；一第六开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第五开关的第一端；以及一第二端，耦接于该第一电平移位电路的第二输入端；一第七开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第五开关的第二端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第八开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第六开关的第二端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端。
8.根据权利要求7所述的电荷泵，其特征在于，还包含一第九开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第五开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第五开关的第一端；以及一第十开关，其包含一控制端，耦接于该第一电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第六开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第六开关的第一端。
9.根据权利要求7所述的电荷泵，其特征在于，还包含一第二电平移位电路，用来在一第一与一第二输入端分别接收该第一与第二频率信号，提高该第一与第二频率信号的电平，并在一第一与一第二输出端分别输出对应的一第三与一第四控制信号，该第二电平移位电路包含一第十一开关，包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第十二开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输入端；一第十三开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端；一第十四开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端；一第三电容，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端和该第二电平移位电路的第一输出端之间；以及一第四电容，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端和该第二电平移位电路的第二输出端之间；以及一第二电荷转换电路，用来接收并依据该第三与第四控制信号来提高该输入电压的电平，并产生相对应的该输出电压，该第二电荷转换电路包含一第十五开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第一输入端；一第十六开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第十五开关的第一端；以及一第二端，耦接于该第二电平移位电路的第二输入端；一第十七开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第十五开关的第二端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端；以及一第十八开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第十六开关的第二端；以及一第二端，耦接于该电荷泵的输出端。
10.根据权利要求9所述的电荷泵，其特征在于，还包含一第十九开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第一输出端；一第一端，耦接于该第十五开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第十五开关的第一端；以及一第二十开关，其包含一控制端，耦接于该第二电平移位电路的第二输出端；一第一端，耦接于该第十六开关的第二端；以及一第二端，耦接于该第十六开关的第一端。
全文摘要
本发明公开一种电荷泵，其包含一电平移位电路与一电荷交换控制开关电路。该电平移位电路可提高一第一与一第二频率信号的信号电平，并输出该提高信号电平后的一第一与一第二控制信号。该电荷交换控制开关电路依据第一与第二控制信号来放大一输入电压，并输出放大后的输出电压。
文档编号H02M3/07GK1964170SQ20061014525
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月24日 优先权日2006年11月24日
发明者陈忠君, 刘世谦 申请人:友达光电股份有限公司