升压器电源电路制造技术

一种升压器电源电路包括半导体ＩＣ和外部电路。半导体ＩＣ具有：第一电荷泵电路和第二电荷泵电路，其每一个响应于控制信号通过使用电容器来抬升电压；以及选择电路。在第一模式下，选择电路将彼此不同相的第一控制信号和第二控制信号作为控制信号分别输出到第一电荷泵电路和第二电荷泵电路。外部电路提供有第一泵浦电容器和第二泵浦电容器，它们被作为上述电容器分别连接到第一电荷泵电路和第二电荷泵电路。而在第二模式下，选择电路将同相的控制信号作为上述控制信号输出到第一电荷泵电路和第二电荷泵电路。外部电路提供有公共的泵浦电容器，它被作为上述电容器共同连接到第一电荷泵电路和第二电荷泵电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种升压器电源电路。特别的，本专利技术涉及一种适用 于需要比电源电压高的电压的半导体设备的升压器电源电路。
技术介绍
，半导体设备的内部电路通常需要高于电源电压的电压。在这种情 况使用升压器电源电路，它向半导体设备的内部电路提供高于电源电压的电压。在日本公开专利申请JP-Heisei-9-163721(JP-P1997-163721)中描述了升压器电源电路的例子。在上述专利文献中所描述的升压器电源电路中，用于生成电压的 第一和第二驱动电路被分别连接到第一和第二电荷泵电路，并且第一 和第二电荷泵电路的输出是公共的(被配置为互补的)。结果，两个 电荷泵电路操作同时抵消电压波动(ripple)。从而就可以抑制输出电 压中出现的电压波动，并且提供稳定的电压。需要升压器电源电路的例子包括将高于电源电压的电压提供给字 线的情况。这样的例子还包括将高于电源电压的电压提供给反熔丝 (anti-fuse)的情况。这样的例子将在下面进行描述。附图说明图1示出了一个升压器电源电路的配置的例子。图1所示的升压 器电源电路包括半导体集成电路105和外部电路106。作为供电目标的 目标电路7被连接到升压器电源电路。半导体集成电路105提供有控制电路101和电荷泵电路103-1和 103-2。控制电路101被连接到电荷泵电路103-1和103-2。电源电压VDD被提供到电荷泵电路103-1和103-2。电荷泵电路103-1具有电压 输出端Outl和输出端Cl+和Cl-。电荷泵电路103-2具有电压输出端 Out2和输出端C2+禾卩C2-。外部电路106提供有平滑电容器C0和泵浦电容器C1和C2。平滑 电容器C0具有正电极和负电极。提供给负电极的是公共电压Vcom， 作为低于电源电压VDD的参考电压。正电极被连接到电荷泵电路103-1 的电压输出端Outl 、电荷泵电路103-2的电压输出端Out2和目标电路 7。泵浦电容器Cl具有正电极和负电极。正电极和负电极被分别连接 到电荷泵电路103-1的输出端Cl+和Cl-。泵浦电容器C2具有正电极 和负电极。正电极和负电极被分别连接到电荷泵电路103-2的输出端 C2+禾口 C2-。控制电路101分别向电荷泵电路103-1和103-2输出彼此不同相的 控制信号Cntl和Cnt2，从而互补的操作两个电荷泵电路103-1和103-2。 例如，控制信号Cnt2是相对于控制信号Cntl反相的控制信号。响应于 控制信号Cntl，电荷泵电路103-1使用泵浦电容器Cl来抬升第一电压 (电源电压VDD)，以生成第二电压VDD2。响应于控制信号Cnt2， 电荷泵电路103-2使用泵浦电容器C2来抬升第一电压(电源电压 VDD)，以生成第二电压VDD2。第二电压VDD2被平滑电容器C0平 滑，并且然后被作为第三电压提供给目标电路7。考虑控制信号Cntl的信号电平是低(L)电平而控制信号Cnt2的 信号电平是高(H)电平的情况。在这种情况下，电荷泵电路103-1将 公共电压Vcom提供给输出端Cl-，将第一电压VDD提供给输出端 Cl+，从而在泵浦电容器C1中积累的对应于电压差(VDD — Vcom)的 电荷。另一方面，在泵浦电容器C2中积累了对应于该电压差的电荷， 并且电荷泵电路103-2将第一电压VDD提供给输出端C2-。结果，通 过将电压差(VDD — Vcom)加到第一电压VDD而获得的第二电压 VDD2被施加到输出端C2+。电荷泵电路103-2将第二电压VDD2输出到电压输出端Out2。第二电压VDD2被平滑电容器CO平滑，并且然 后被作为第三电压提供给目标电路7。相似的，考虑控制信号Cnt2的信号电平是低(L)电平而控制信 号Cntl的信号电平是高(H)电平的情况。在这种情况下，电荷泵电 路103-2将公共电压Vcom提供给输出端C2-，将第一电压VDD提供 给输出端C2+，从而在泵浦电容器C2中积累对应于电压差(VDD — Vcom)的电荷。另一方面，在泵浦电容器Cl中积累了对应于该电压 差的电荷，并且电荷泵电路103-1将第一电压VDD提供给输出端Cl-。 结果，通过将电压差(VDD — Vcom)加到第一电压VDD而获得的第 二电压VDD2被应用到输出端Cl + 。电荷泵电路103-1将第二电压 VDD2输出到电压输出端Outl 。第二电压VDD2被平滑电容器C0平滑， 并且然后被作为第三电压提供给目标电路7。例如，目标电路7包括显示单元，其中多个像素以矩阵形式排 列；多个栅极线，分别与显示单元的多个像素行连接；以及多个数据 线，分别与显示单元的多个像素列连接。在这种情况下，半导体集成 电路105是驱动器IC，它从外部提取显示数据并在显示单元上将其显 示。上述第三电压被提供给从多个栅极线中选出的栅极线。替代的，目标电路7可以包括存储单元和熔丝电路。存储单元 具有多个存储元和一个冗余存储元组。熔丝电路具有反熔丝组，其用 于用冗余存储元组来替代多个存储元中的缺陷存储元组。在这种情况 下，半导体集成电路105是用于从/向存储单元读/写数据的驱动器IC。上述第三电压被提供给从反熔丝组中选择出的反熔丝。如上所述，升压器电源电路可以向栅极线(字线)或者反熔丝提 供高于电源电压VDD的电压。这里，两个电荷泵电路103-1和103-2 被分别连接到泵浦电容器Cl和C2，它们是在外部电路106中的外部 元件，并且升压器电源电路以互补方式操作电荷泵电路103-1和103-2。结果，根据上面的升压器电源电路，与仅操作一个连接到作为外部元 件的泵浦电容器C1的电荷泵电路103-1的情况相比，可以获得更高的 电流提供能力。
技术实现思路
本申请的专利技术者已经意识到以下几点。随着显示单元或者存储单元的多样化，对于升压器电源电路的要 求也是多样化的。对于升压器电源电路的要求包括(A)给予电流提 供能力优先；以及(B)给予低成本优先。'在(A)情况下，如上所述，可以通过增加作为外部元件的泵浦电 容器的数目来获得更高的电流提供能力。在(B)情况下，可以通过减少作为外部元件的泵浦电容器的数目 来降低成本。例如，如图2所示，为了降低成本，作为外部元件的泵 浦电容器C2被切断。在这种情况下，在半导体集成电路105中的两个 可操作的电荷泵电路103-1和103-2之中，只有一个电荷泵电路103-1 是有效的，它被连接到作为外部元件泵浦电容器C1。因此，电流提供 能力变低了。如上所述，可以通过增加外部元件的数目来增强电流提供能力。 另一方面，可以通过减少外部元件的数目来降低成本。希望下面的两 种情况都支持(A)给予电流提供能力优先的情况，以及(B)给予 低成本优先的情况。在本专利技术的一个实施例中，升压器电源电路包括半导体集成电路 和连接到半导体集成电路的外部电路。半导体集成电路以第一模式和 第二模式操作。第一模式是"电流提供能力增强模式"，而第二模式 是"外部元件减少模式"。半导体集成电路具有第一电荷泵电路、第二电荷泵电路和选择电 路。第一和第二电荷泵电路的每个响应于控制信号，通过使用电容器 来抬升第一电压，以产生第二电压。在第一模式((A)电流提供能力增强模式)的情况下，选择电路 将彼此不同相的第一控制信号和第二控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压器电源电路，包括：以第一模式和第二模式操作的半导体集成电路；以及连接到所述半导体集成电路的外部电路，其中所述半导体集成电路具有：第一电荷泵电路和第二电荷泵电路，其每个响应于控制信号利用电容器来抬升第一电压，以产生第二电压；以及选择电路，被配置为在所述第一模式下将彼此不同相的第一控制信号和第二控制信号作为所述控制信号分别输出到所述第一电荷泵电路和所述第二电荷泵电路，以及在所述第二模式下将同相控制信号作为所述控制信号输出到所述第一电荷泵电路和所述第二电荷泵电路，其中在所述第一模式的情况下，所述外部电路提供有第一泵浦电容器和第二泵浦电容器，它们被作为所述电容器分别连接到所述第一电荷泵电路和所述第二电荷泵电路，其中在所述第二模式的情况下，所述外部电路提供有公共泵浦电容器，它被作为所述电容器共同连接到所述第一电荷泵电路和所述第二电荷泵电路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田畑贵史，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]