電壓產生電路制造技術

電壓產生電路包含第一電容、第二電容、第一開關、第二開關、第三開關以及第四開關。第一開關耦接于輸入端與第一電容的第一端之間并受控于第一控制信號。第二開關耦接于第一電容的第一端與第二電容的第三端之間并受控于第二控制信號。第三開關耦接于接地端與第一電容的第二端之間并受控于第三控制信號。第四開關耦接于第一電容的第二端與第二電容的第四端之間并受控于第四控制信號。第四控制信號具有從輸出電壓位準至接地電壓位準的擺幅，當第四控制信號為輸出電壓位準時，第四開關不導通，而當第四控制信號為接地電壓位準時，第四開關導通。

【技術實現步驟摘要】

本揭露是有關于一種電壓產生電路，特別是有關一種避免過電壓(over-stress)的電壓產生電路。
技術介紹
習知的電壓產生電路可使用電荷泵(chargepump)來提供電壓。電壓產生電路的電荷泵通常會使用一些開關來控制電容的充電或放電。舉例來說，在一輸入電壓的電位為正VDD而輸出電壓的電位為負VDD的電壓產生電路中，為了確保這些開關能完全導通和完全關閉，這些開關的各端點可能必須操作在負電位-VDD到正電位+VDD之間。在另外一個例子中，在一輸入電壓的電位為正VDD而輸出電壓的電位為2倍VDD的電壓產生電路中，為了確保這些開關能完全導通和完全關閉，這些開關的各端點可能必須操作在0伏～2倍VDD之間的電位。以上述二例而言，有些開關的兩端可能必須承受2倍VDD的電壓差，這可能會導致這些開關的損壞。目前用來解決上述的過電壓問題的方法之一是使用高壓元件作為開關，以承受較高的電壓差。然而這種方法會導致電壓產生電路的整體成本增加。因此，如何在不使用高壓元件之前提下提供一種避免過電壓的電壓產生電路實為業界急于解決的問題。
技術實現思路
根據本揭露的一實施例，提供一種電壓產生電路。電壓產生電路包含第一電容、第二電容、第一開關、第二開關、第三開關以及第四開關。第一電容具有第一端及第二端。第二電容具有第三端及第四端。第三端耦接到接地端，第四端耦接到一輸出端。接地端具有接地電壓位準，輸出端具有輸出電壓位準。第一開關耦接于輸入端與第一電容的第一端之間，并受控于第一控制信號。輸入端具有輸入電壓位準。第二開關耦接于第一電容的第一端與第二電容的第三端之間，并受控于第二控制信號。第三開關耦接于接地端與第一電容的第二端之間，并受控于第三控制信號。第四開關耦接于第一電容的第二端與第二電容的第四端之間，并受控于第四控制信號。當第一開關與第三開關導通時，第二開關與第四開關不導通，而當第一開關與第三開關不導通時，第二開關與第四開關導通。第四控制信號具有從輸出電壓位準至接地電壓位準的擺幅，當第四控制信號為輸出電壓位準時，第四開關不導通，而當第四控制信號為接地電壓位準時，第四開關導通。根據本揭露的另一實施例，提供另一種電壓產生電路。電壓產生電路包含第一電容、第一開關、第二開關、第三開關以及第四開關。第一電容具有第一端及第二端。第一開關耦接于輸入端與第一電容的第一端之間，并受控于第一控制信號。輸入端具有輸入電壓位準。第二開關耦接于第一電容的第一端與輸出端之間，并受控于第二控制信號。輸出端具有一輸出電壓位準。第三開關耦接于接地端與第一電容的第二端之間，并受控于第三控制信號，接地端具有接地電壓位準。第四開關耦接于第一電容的第二端與輸入端之間，并受控于第四控制信號。當第一開關與第三開關導通時，第二開關與第四開關不導通，而當第一開關與第三開關不導通時，第二開關與第四開關導通。第二控制信號為具有從輸入電壓位準至輸出電壓位準的擺幅，當第二控制信號為輸出電壓位準時，第二開關不導通，而當第二控制信號為輸入電壓位準時，第二開關導通。為讓本專利技術的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。附圖說明圖1所示為依據本揭露第一實施例的電壓產生電路示意圖。圖2A和圖2B所示為圖1的電壓產生電路在第一周期和第二周期的等效電路圖。圖3所示為圖1的電壓產生電路的輸出電壓隨時間變化的示意圖。圖4A和圖4B所示為圖1的電壓產生電路中的各開關在第一周期和第二周期的操作電壓位準的示意圖。圖5所示為圖1的電壓產生電路中的各開關的控制信號的時序圖。圖6所示為依據本揭露第二實施例的電壓產生電路示意圖。圖7A和圖7B所示為圖6的電壓產生電路在第一周期和第二周期的等效電路圖。圖8A和圖8B所示為圖6的電壓產生電路中的各開關在第一周期和第二周期的操作電壓位準的示意圖。圖9所示為圖6的電壓產生電路中的各開關的控制信號的時序圖。具體實施方式圖1所示為依據本揭露第一實施例的電壓產生電路100的電路示意圖。在此實施例中，電壓產生電路100為一負電壓產生器，包含一輸入端Vin、電容C1、電容C2、開關M1～M4、以及一輸出端Vout。電容C1具有第一端N1及第二端N2。電容C2具有第一端N3及第二端N4。電容C2的第一端N3耦接到接地端GND，且第二端N4耦接到輸出端Vout。接地端GND具有一接地電壓位準，例如為0(V)。在一實施例中，輸出端Vout具有一輸出電壓位準，例如為-VDD(V)。開關M1耦接于輸入端Vin與電容C1的第一端N1之間，并受控于控制信號S1。輸入端Vin具有一輸入電壓位準，例如為VDD(V)。開關M2耦接于電容C1的第一端N1與電容C2的第一端N3之間，并受控于控制信號S2。開關M3耦接于接地端GND與電容C1的第二端N2之間，并受控于控制信號S3。開關M4耦接于電容C1的第二端N2與電容C2的第二端N4之間，并受控于控制信號S4。當開關M1與開關M3導通時，開關M2與開關M4不導通。同理，當開關M1與開關M3不導通時，開關M2與開關M4導通。詳細地說，圖2A和圖2B所示為圖1的電壓產生電路100分別在第一周期和第二周期的等效電路圖。在第一周期中，開關M1與開關M3導通，且開關M2與開關M4不導通。此時，電壓產生電路100的等效電路如圖2A所示，輸入電壓VDD對電容C1充電。而在第二周期中，開關M1與開關M3不導通時，且開關M2與開關M4導通。此時，電壓產生電路100的等效電路如圖2B所示，電容C1與電容C2并聯，電容C1在第一周期中儲存的電荷會在第二周期中分享到電容C2。請繼續參考圖3，圖3所示為電壓產生電路100的輸出端Vout的電壓隨時間變化的示意圖。藉由持續的在第一周期中和第二周期中切換四個開關，輸出端Vout的電壓會由初始電壓位準0(V)逐漸地被調整至-VDD的電壓位準。然而，圖3僅為示意圖，輸出端Vout的電壓的充電時間長度及每次充電的電壓位準可根據電容C1和電容C2及開關M1～M4的參數而決定，本專利技術并不以圖上所標示的位準及時間為限。也就是說，當開關M1與開關M3導通時，且開關M2與開關M4不導通時，電容C1的第二端N2的電壓位準為接地電壓位準，也就是0(V)，電容C2的第二端N4的電壓位準為輸出電壓位準，也就是-VDD，而控制信號S4為輸出電壓位準，也就是-VDD。另一方面，當開關M1與開關M3不導通，且開關M2與開關M4導通時，電容C1的第二端N2的電壓位準為輸出電壓位準，也就是-VDD，電容C2的第四端N4的電壓位準為輸出電壓位準，也就是-VDD，而控制信號S4為接地電壓位準，也就是0(V)。因此，在開關M4導通和不導通的情況下，開關M4兩端承受的電壓位準都在0～-VDD之間，故電壓產生電路100的開關M4可在不會過電壓的情況下(端點電壓差未超過VDD)正常的導通與關閉而能產生輸出電壓。因此，可不需使用高壓元件作為開關M4而可降低電路的成本。以下茲舉一例說明電壓產生電路100在第一周期和第二周期中的開關的切換控制。圖4A和圖4B分別所示在第一周期和第二周期時，電壓產生電路100中各開關的操作電壓位準以及各端點的電壓位準示意圖。圖4A以及圖4B將結合圖1一并說明。在此實施例中，開關M1例如為P型本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電壓產生電路，其特征在于，包含：一第一電容，具有一第一端及一第二端；一第二電容，具有一第三端及一第四端，該第三端耦接到一接地端，該第四端耦接到一輸出端，該接地端具有一接地電壓位準，該輸出端具有一輸出電壓位準；一第一開關，耦接于一輸入端與該第一電容的該第一端之間，并受控于一第一控制信號，該輸入端具有一輸入電壓位準；一第二開關，耦接于該第一電容的該第一端與該第二電容的該第三端之間，并受控于一第二控制信號；一第三開關，耦接于該接地端與該第一電容的該第二端之間，并受控于一第三控制信號；以及一第四開關，耦接于該第一電容的該第二端與該第二電容的該第四端之間，并受控于一第四控制信號；其中，當該第一開關與該第三開關導通時，該第二開關與該第四開關不導通，而當該第一開關與該第三開關不導通時，該第二開關與該第四開關導通；其中，該第四控制信號具有從該輸出電壓位準至該接地電壓位準的擺幅，當該第四控制信號為該輸出電壓位準時，該第四開關不導通，而當該第四控制信號為該接地電壓位準時，該第四開關導通。

【技術特征摘要】
1.一種電壓產生電路，其特征在于，包含：一第一電容，具有一第一端及一第二端；一第二電容，具有一第三端及一第四端，該第三端耦接到一接地端，該第四端耦接到一輸出端，該接地端具有一接地電壓位準，該輸出端具有一輸出電壓位準；一第一開關，耦接于一輸入端與該第一電容的該第一端之間，并受控于一第一控制信號，該輸入端具有一輸入電壓位準；一第二開關，耦接于該第一電容的該第一端與該第二電容的該第三端之間，并受控于一第二控制信號；一第三開關，耦接于該接地端與該第一電容的該第二端之間，并受控于一第三控制信號；以及一第四開關，耦接于該第一電容的該第二端與該第二電容的該第四端之間，并受控于一第四控制信號；其中，當該第一開關與該第三開關導通時，該第二開關與該第四開關不導通，而當該第一開關與該第三開關不導通時，該第二開關與該第四開關導通；其中，該第四控制信號具有從該輸出電壓位準至該接地電壓位準的擺幅，當該第四控制信號為該輸出電壓位準時，該第四開關不導通，而當該第四控制信號為該接地電壓位準時，該第四開關導通。2.如權利要求1所述的電壓產生電路，其特征在于，更包含：一緩沖器，該緩沖器的一輸入端系耦接到該第一電容的該第二端，并產生該第四控制信號以控制該第四開關。3.如權利要求2所述的電壓產生電路，其特征在于，該緩沖器系偏壓于該接地電壓位準與該輸出電壓位準。4.如權利要求1所述的電壓產生電路，其特征在于，第一控制信號及該第二控制信號具有從該接地電壓位準至該輸入電壓位準的擺幅，該第三控制信號具有從該輸出電壓位準及該輸入電壓位準的擺幅。5.如權利要求4所述的電壓產生電路，其特征在于，在一第一周期中，該第一控制信號以及該第二控制信號為該接地電壓位準，該第三信號為該輸入電壓位準，該第
\t四控制信號為該輸出電壓位準，且其中，該第一開關及該第三開關為導通，該第二開關及該第四開關為不導通。6.如權利要求4所述的電壓產生電路，其特征在于，在一第二周期中，該第一控制信號以及該第二控制信號為該輸入電壓位準，該第三信號為該輸出電壓位準，該第四控制信號為該接地電壓位準，且其中，該第一開...

【專利技術屬性】
技術研發人員：方韋杰，呂健源，
申請(專利權)人：揚智科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71