[发明专利]升压电路和升压方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种升压电路。

背景技术

在某些升压电路中，形成充电和放电P沟道MOS晶体管以使用作 为背栅的P型半导体层或P型半导体衬底中的N型阱。在这种类型的 升压电路中，对于每一个充电和放电P沟道MOS晶体管存在寄生双极 晶体管。提出一些建议，以提供一种升压电路，该升压电路能够通过 防止充电和放电P沟道MOS晶体管的寄生双极晶体管在升压操作时间 段(period)期间被导通而防止由于闩锁和电抗性电流引起的效率下降， 在该升压操作时间段期间，升压电容器被反复地充电和放电。

然而，在向初始充电时间段和向备用(stand-by)时间段过渡期间， 不能防止基极电压降至低于每一个充电和放电P沟道MOS晶体管的寄 生双极晶体管的发射极电压，其中在初始充电时间段期间升压电容器 和平滑电容器在开始升压操作之前利用输入电压充电，并且在备用时 间段期间升压操作停止并且升压电路和平滑电容器的电压降为零电 压。结果，寄生双极晶体管被不利地导通从而由于闩锁和电抗性电流 而导致效率降低。需要一种升压电路，它能够防止在向初始充电时间 段以及备用时间段过渡期间由于闩锁和电抗性电流而引起效率降低。

在日本专利申请公开(JP-P2005-45934A)中描述了一种现有技术 升压电路。在该升压电路中，每一个充电和放电P沟道MOS晶体管具 有寄生双极晶体管。在下文中，将参考图1A、1B和2描述这种现有技 术升压电路。将参考图1A和1B描述升压电路10的基本构造。升压电 路10包括：电荷泵电路11，用于将从输入端VDC1供应的输入电压 VIN升压到两倍电压；启动电路12，用于在开始升压操作之前利用输 入电压VIN对平滑电容器C2初始地充电；以及备用电路13，用于将 在升压电容器C1和平滑电容器C2中存储的电荷放电至地电压GND。

电荷泵电路11具有升压电容器C1、平滑电容器C2、P沟道MOS 晶体管P1到P6。Q1示出MOS晶体管P1的寄生双极晶体管。Q2D和 Q2S是MOS晶体管P2的寄生双极晶体管。电平变换电路LS11和LS21 是用于转换输入逻辑信号的电压电平的电平移位电路。电平变换电路 LS11将电压GND的输入低电平和电压VCC的输入高电平分别地转换 成电压GND和电压VDC1。电平变换电路LS21将电压GND的低电平 和电压VCC的高电平分别地转换成电压GND和电压VDC2。MOS晶 体管P1和P2串联，并且MOS晶体管P1的源极和MOS晶体管P2的 漏极被分别连接到输出端VDC2和输入端VDC1。升压电容器C1被连 接在用作电平变换电路LS11的输出的节点C1M和在MOS晶体管P1 与P2之间的节点C1P之间。平滑电容器C2被连接在输出端VDC2和 地电压GND之间。

MOS晶体管P5和P6用作用于将作为充电MOS晶体管的MOS 晶体管P2的背栅BGP2连接到MOS晶体管P2的源极和漏极中一个的 开关。MOS晶体管P5和P6以与MOS晶体管P2并联的方式串联连接， 并且MOS晶体管P5和P6的源极被共用连接，并且MOS晶体管P5 和P6的背栅被分别连接到源极。MOS晶体管P3和P4用作用于将作 为放电MOS晶体管的MOS晶体管P1的背栅BGP1连接到MOS晶体 管P1的源极和漏极中的一个的开关。MOS晶体管P3和P4的背栅被 分别地连接到源极，并且源极被连接到一起，并且MOS晶体管P3和 P4以与MOS晶体管P1并联的方式串联连接。MOS晶体管P3和P4 的源极被连接到背栅BGP1。

MOS晶体管P1、P4和P5的栅被直接连接到电平变换电路LS21 的输出，并且MOS晶体管P2、P3和P6的栅通过反相器INV21被连 接到电平变换电路LS21的输出。时钟信号CLK被连接到电平变换电 路LS21的输入并且通过反相器INV11连接到电平变换电路LS11的输 入。MOS晶体管P1、P4、P5和MOS晶体管P2、P3、P6响应于时钟 信号CLK被互补地导通/截止。