[发明专利]电荷泵型的升压系统以及半导体芯片

说明书

技术领域

本发明涉及电荷泵（charge pump）型的升压系统以及半导体芯片。

背景技术

在液晶显示装置中，为了驱动液晶面板而需要比电源电压高的电压，在构成液晶面板的驱动电路的半导体集成电路内具备对电源电压进行升压的电荷泵型的升压系统。

图1示出了现有的电荷泵型的升压系统的结构。该现有的升压系统具备调节器（regulator）11和电荷泵电路12。调节器11为了生成并输出恒定电压而具备运算放大器15以及电阻Rl、R2。运算放大器15以电源电压VDD进行工作，向运算放大器15的非反相输入端子施加电压源14的基准电压Vref。在运算放大器15的输出端子和基准电位（接地）端子之间串联连接有电阻Rl、R2。电阻Rl、R2构成分压电路，将电阻Rl、R2的连接点的电压作为分压电压。将分压电压供给到运算放大器15的反相输入端子。电荷泵电路12具备开关元件SW1～SW4和外部连接的电容器（电容）C1～C3。此外，电荷泵电路12具有连接端子A1～A4，连接端子A1与运算放大器15的输出端子连接。开关元件SWl连接在连接端子A1和连接端子A3之间，开关元件SW2连接在连接端子A1和连接端子A4之间，开关元件SW3连接在连接端子A2和连接端子A3之间，开关元件SW4连接在连接端子A4和基准电位端子之间。电容器C1连接在连接端子A1和基准电位端子之间，电容器C2连接在连接端子A2和基准电位端子之间，电容器C3连接在连接端子A3和A4之间。

在这样的现有的升压系统中，在调节器11中运算放大器15的输出电压VL1被电阻Rl、R2分压，将该分压电压供给到运算放大器15的反相输入端子。由于运算放大器15以分压电压与被施加到非反相输入端子的基准电压Vref相等的方式进行工作，所以输出电压VL1稳定。由于将输出电压VL1施加到电荷泵电路12的电容器C1，所以在电容器C1对电荷进行蓄电。由此，能够进一步谋求输出电压VL1的稳定化。

在电荷泵电路12中，如图2所示那样，开关元件SW1～SW4导通截止。即，在开关元件SWl、SW4导通的第一步骤期间，开关元件SW2、SW3截止。另一方面，在开关元件SWl、SW4截止的第二步骤期间，开关元件SW2、SW3导通。在第一步骤以及第二步骤中向电容器C1施加运算放大器15的输出电压VL1。在第一步骤中，由于当开关元件SWl、SW4导通时，将输出电压VL1施加到电容器C3，泵电流流过，在电容器C3对电荷进行蓄电，所以电容器C3的两端间电压为VL1。在第二步骤中，当开关元件SWl、SW4截止而代替地是开关元件SW2、SW3导通时，向电容器C2施加电容器C3和电容器C1的电压之和，电容器C3的电荷流入电容器C2。通过重复该第一步骤和第二步骤，从而电容器C2即连接端子A2的电压VL2为电压VL1的2倍。

另一方面，在专利文献1中公开了如下技术：为了防止在设置于电荷泵的后级的调节器的起动时由电荷泵进行升压后的电压由于平滑电容器而降低，而在调节器内并联设置开关并且从导通电阻高的开关起依次导通。

专利文献

专利文献1：日本特开2005-44203号公报。

可是，在上述的现有的升压系统中，由于运算放大器15的输出端子经由连接端子A1与电容器C1连接，所以在对运算放大器15施加电源电压VDD稍后，为了使电容器C1蓄电而从运算放大器15向电容器C1流入冲击电流。此外，在开关元件SWl、SW4导通的第一步骤开始稍后，为了使电容器C3蓄电而从运算放大器15经由开关元件SWl向电容器C3流入冲击电流。当流过这样的冲击电流时，由冲击电流引起的电源电压VDD的降低特别是在电池等的容量小的电源中发生。存在电源电压VDD的降低引起共用电源的装置内的驱动电路等的其它电路的错误工作的可能性。

在此，本申请的发明者研究了如下技术：为了抑制在调节器11起动稍后由电荷泵引起的电源电压的降低，而在调节器11内并联设置多个晶体管并且从导通电阻高的晶体管起依次进行工作。

可是，在该情况下，需要在电荷泵电路中流过第一步骤中如图1所示那样的使电容器C3蓄电的电流，因此为了抑制由该第一步骤的工作引起的电源电压的降低，需要在每次使电容器C3蓄电时对调节器的2个晶体管的工作定时进行控制，但在该情况下，每次调节器的驱动能力会降低。因此明确了在利用调节器的输出电压的其它电路存在的情况下，产生使该其它电路的工作不稳定的新的问题。

发明内容