半导体集成电路制造技术

本发明专利技术的半导体集成电路包括：电荷泵电路（１），其与快速电容器（Ｃ１）和输出电容器（Ｃ２）连接，在对快速电容器（Ｃ１）充电了输入电压后，将快速电容器（Ｃ１）所充有的电荷转移到输出电容器（Ｃ２），并将输出电容器（Ｃ２）的电压值作为输出电压，能够切换对输出电容器（Ｃ２）充电的能力；电路块（３），其被供给正的电源和接地电位作为电源；和电路块（４），其被供给正的电源和电荷泵电路的输出电压作为电源。在电荷泵电路（１）启动时抑制电荷泵电路（１）的充电能力。这样，本发明专利技术的半导体集成电路抑制电荷泵电路启动时的输出电压的急剧变化，抑制与电荷泵电路独立地动作的电路块的输出的过渡变位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及搭载了电荷泵电路的半导体集成电路。
技术介绍
近年来，为了在电池驱动的便携设备中基于低耗电化来实现长时间动 作，而正进行低电源电压化。另一方面，在半导体集成电路的信号处理电 路中，要求输出与以往相同振幅的电压或振幅比以往大的电压。在由于低电源电压化而不能输出足够的信号振幅的电压时，通过用DC—DC转换器 进行升压或降压，从而在设备内部产生所希望的DC电压，使用该DC电 压输出足够的信号振幅的电压。在便携设备中，作为DC—DC转换器，广泛使用采用了电荷泵电路的 器件。另外，以减少安装面积为目的，将电荷泵电路和处理信号的电路块 内置在同一基板上的半导体集成电路得到应用。在专利文献l中，公开了内置有降压型电荷泵电路的现有的半导体集 成电路。如图13所示，现有的半导体集成电路100包括降压型电荷泵 电路11;控制向电荷泵电路11的栅极端子施加的电压的栅极驱动电路2; 在供给正的电压VCC和接地电位(以下称作"GND")作为电源的状态下 进行规定的信号处理的电路块3;在供给正的电压VCC和电荷泵电路11 的输出电压VSS作为电源的状态下进行规定的信号处理的电路块4;以及 通过使电荷泵电路11的输出与GND短路从而使电荷泵电路11的输出为 低阻抗的开关5。半导体集成电路100的这些内部电路被集成在同一基板 上。电荷泵电路11与对电荷泵电路11充电时使用的快速(flying)电容 器Cl的两端连接，并与一端连接于GND的输出电容器C2的另一端连接。 电荷泵电路11通过从栅极驱动电路2将成为时钟信号的驱动电压$ 1 、 $2、 $3、 $4输入到栅极端子来进行动作，输出负电压的输出电压VSS。现有的半导体集成电路100在以降低消耗电流等为目的使电路块4停 止而仅使电路块3动作时，使电路块4的动作成为省电状态，并且使电荷 泵电路ll停止。另外，在使电路块4动作时，启动电荷泵电路ll。现有 的半导体集成电路100为了在停止电荷泵电路11的动作时不产生闭锁， 而设置了用于使电荷泵电路11的输出与GND间短路的开关5。图14表 示切换电荷泵电路11的接通/断开时的电荷泵电路11的输出电压VSS和 电路块3的输出电压Vout的波形。图14中，在时刻T1电荷泵电路ll开 始动作，在时刻T2电荷泵电路11停止动作。在时刻Tl，首先将开关5从接通切换到断开。在施加了输入电压VCC 的状态下开始从栅极驱动电路2输入规定的时钟信号$ 1、 $ 2 、 $ 3 、 $ 4 ，由此电荷泵电路11开始动作。电荷泵电路开始动作后，电荷泵电路 11的输出电压VSS急剧下降，达到电压值(一VCC)。该输出电压VSS 由于成为半导体集成电路100的基板电位，所以受到输出电压VSS急剧下 降的影响，电路块3的输出电压Vout产生过渡的负的峰值电压Vn。在时刻T2，若栅极驱动电路2停止将时钟信号$ 1 $ 4输入到电荷 泵电路ll的栅极端子，则电荷泵电路ll停止充放电的反复动作。电荷泵 电路11的输出电压VSS上升到0V，受到其影响，电路块3的输出电压 Vout产生过渡的正的峰值电压Vp。专利文献1:特幵2005 — 79828号公报在现有的半导体集成电路中，在电路块3的动作中，若电荷泵电路ll 的输出电压VSS急剧变化，则半导体集成电路100的基板的电位也急剧变 化。半导体集成电路100的基板是P型基板，在电路块3具有NPN晶体 管的情况下，通过在半导体集成电路100的P型基板和NPN晶体管的集 电极扩散层之间形成的寄生电容，电荷泵电路11的输出电压VSS的电位 变化波及到NPN晶体管，电压VSS的电位变化叠加到电路块3的信号等 上。例如，当电路块3是输出音频信号的电路的情况下，重叠了电压VSS 的电位变化的信号通过放大电路等，通过图14的时刻Tl和T2所示的输 出电压Vout而产生过渡音(transient sound)等的不良情况。尤其是，以需要电路块4作为负电源的高能力，提高电荷泵电路11供给的负电源的电流供给能力为目的，而增大电荷泵电路11内的晶体管 的尺寸，或者为了抑制便携设备的安装面积而使用10/^F以下的输出电容器C2的情况下，电荷泵电路11的输出电压VSS的充电坡度变陡，电路 块3的过渡音等的不良情况更加显著。虽然还取决于晶体管面积或放大器的增益，但例如一般的便携设备使 用的包括音频信号输出电路的半导体集成电路的情况，电压VSS的充电坡 度比3缓的情况，过渡音的变位变小，在听觉上大多不会有问题。 但是，将适合便携设备的安装面积小的lOpF以下的片型电容器用作电荷 泵电路11的输出电容器C2的情况下，在现有的结构中难以实现比3[V/ms〗 缓的充电坡度。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的问题而实现，其目的在于提供一种半导体集成电 路，该半导体集成电路抑制电荷泵电路动作开始以及停止时的输出电压的 急剧变化，抑制与电荷泵电路独立地动作的电路块的输出的过渡变位。本专利技术的半导体集成电路包括电荷泵电路，其与第一电容器和第二 电容器连接，在对第一电容器充电了输入电压后，将第一电容器所充有的 电荷转移到第二电容器，并将第二电容器的电压值作为输出电压，能够切 换对第一或第二电容器进行充电的能力；第一电路块，其被供给正的电源 和接地电位作为电源；和第二电路块，其被供给正的电源和电荷泵电路的 输出电压作为电源。通过在电荷泵电路从停止状态向动作状态转换时抑制电荷泵电路的 充电能力，使电荷泵电路的输出电压的变位坡度变缓，从而减轻处于动作 状态的第一电路块因电荷泵电路的输出电压的变位而受到的影响。由此， 即使在同一半导体集成电路基板上集成了将正的电源和接地电位作为电 源供给源的第一电路块、和将正的电源和电荷泵电路的输出电压作为电源 供给源的第二电路块的情况下，第一电路块也能在不受电荷泵电路的启动 /停止带来的影响的情况下进行动作。由此，能在同一半导体集成电路基板 上集成第一电路块和第二电路块，能实现大幅降低了安装面积的半导体集 成电路。上述电荷泵电路包括第一开关电路，其用于将第一电容器的一端与 输入电压短路；第二开关电路，其用于将第一电容器的一端与接地电位短 路；第三开关电路，其用于将第一电容器的另一端与接地电位短路；第四开关电路，其用于将第一电容器的另一端与第二电容器短路；和切换电路，其在第二电容器的充电开始时，增大第一 第四开关电路中的至少一个开 关电路的电阻值。上述电荷泵电路包括第一开关晶体管，其用于将第一电容器的一端 与输入电压短路；第二开关晶体管，其用于将第一电容器的一端与接地电 位短路；第三开关晶体管，其用于将第一电容器的另一端与接地电位短路； 和第四开关晶体管，其用于将第一电容器的另一端与第二电容器短路；半 导体集成电路还包括栅极驱动电路，该栅极驱动电路输出驱动电压，来切 换第一 第四开关晶体管的导通/截止，栅极驱动电路具有切换电路，该切 换电路按照在第二电容器的充电开始时将电荷泵电路的第一 第四开关 晶体管中的至少一个开关晶体管的导通占空比减小的方式，来切换驱动电 压。通过栅极驱动电路改变时钟波形的占空比而输出驱动电压，从而抑制 对与电荷泵电路的输出连接的电容器的充电电荷量，能使电荷泵电路的输 出电压的变位的坡度变缓。上述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体集成电路，其中包括：　　　　电荷泵电路，其与第一电容器和第二电容器连接，在对所述第一电容器充入了输入电压后，将所述第一电容器所充有的电荷转移到所述第二电容器，并将所述第二电容器的电压值作为输出电压，能够切换对所述第一或第二电容器进行充电的能力；　　　　第一电路块，其被供给正的电源和接地电位作为电源；和　　　　第二电路块，其被供给正的电源和所述电荷泵电路的输出电压作为电源。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长泽俊伸，小林拓，丰冈徹至，藤井圭一，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]