專利名稱：直流電壓轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種直流電壓轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
隨著平板顯示技術(shù)的日趨完善，雖然越來越多的驅(qū)動電路會從驅(qū)動芯片中解放出來，放到面板上集成，但當(dāng)平板顯示面板在工作時，仍需要接收驅(qū)動芯片所提供的時序信號。也就是說，當(dāng)平板顯示面板在工作時，仍必須將一些由驅(qū)動芯片所提供的時序信號的電壓范圍提高，以滿足實際面板電路的需要。所以，具有高電壓電源仍然是面板能夠正常工作的必要條件。一般來說，現(xiàn)有的高電壓電源都是由驅(qū)動芯片提供，而驅(qū)動芯片本身是操作在低電壓環(huán)境中，這就勢必需要在驅(qū)動芯片中加入高壓制程，使增加生產(chǎn)成本。如果嘗試將電壓轉(zhuǎn)換器電路集成到玻璃基板中，以提供面板工作所需的工作電壓，不僅可以保持原有的生產(chǎn)流程，而且可以進(jìn)一步降低驅(qū)動芯片的生產(chǎn)成本，從而降低公司的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，直流電壓轉(zhuǎn)換電路包括晶體管T1、T2和主要電荷泵單元PCUl形成的電荷泵電路10，以及晶體管Τ5、Τ6和主要電荷泵單元P⑶2形成的電荷泵電路20。圖中，輸入電源電壓VDD為3. 3V, 互為反向的時鐘信號CLKl，CLK2電壓范圍為0 VDD。當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換電路工作在上半周期時，時鐘信號CLKl為高電壓，時鐘信號CLK2為低電壓。電容Cl的兩端的節(jié)點m的電壓V1、N2的電壓V2分別為0V、VDD ；電容C2的兩端的節(jié)點N3的電壓V3、N4的電壓V4分別為VDD、2VDD。當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換電路工作在下半周期時，電容Cl因為電荷守恒原理，節(jié)點m的電壓Vl 被充電至VDD會將節(jié)點N2的電壓V2提升至2VDD，而電容C2的兩端的節(jié)點N3的電壓V3、 節(jié)點N4的電壓V4分別為0V、VDD。同時，當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換電路工作在下半周期時，節(jié)點N4的電壓V4會作用于PCU1。由于電壓V2為2VDD，而電壓V4為VDD，所以晶體管T4和T7會截止，晶體管T3和T8會導(dǎo)通，使得節(jié)點N2的2VDD電壓輸出，P⑶2的輸出會被截止。隨后，在時鐘信號CLKl與CLK2的作用下，使電荷泵電路10、電荷泵電路20交替輸出節(jié)點N2和N4上的電壓值，不斷地將提升后的2VDD電壓作為輸出電壓VL輸出至負(fù)載(RL及CL)。其輸出電壓波形示意圖如圖2所示，其中VDD取3. 3V。如圖1所示，節(jié)點N2的處的輸出電壓V2以及節(jié)點N 4的輸電壓V4是通過電容充放電后形成的，實際是一個脈沖信號。但是由于電路剛開始工作的時候，電容上沒有儲存電荷，因此，節(jié)點N2以及節(jié)點N4的電壓由OV變?yōu)?VDD就需要一定的時間，以使電容上的電荷達(dá)到飽和狀態(tài)，即電路從開始工作到穩(wěn)定，其輸出電壓需要一個爬坡過程(如圖2所示)。但從圖1中可以看出，節(jié)點N2處的輸出電壓V2為晶體管T8提供柵極電壓，而節(jié)點N4處的輸出電壓V4為晶體管T4提供柵極電壓。例如，晶體管T8柵極為V2，源極電壓為VDD0則當(dāng)在電路剛開始工作時，節(jié)點N2以及節(jié)點N4的電壓由OV變?yōu)?VDD的過程中，當(dāng)晶體管柵極以及源極之間的電壓差較小時，會使晶體管T4以及T8可能處于半開狀態(tài)，不能完全截止，會使節(jié)點N2、N4的電壓通過晶體管T4、T8泄露，從而可能造成電荷轉(zhuǎn)換電路在一個周期內(nèi)的電壓抬升達(dá)不到預(yù)期值，輸出電壓不穩(wěn)定，爬坡過程較為緩慢。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)的直流電壓轉(zhuǎn)換電路在剛開始工作時的輸出電壓不穩(wěn)定，爬坡過程較為緩慢。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種直流電壓轉(zhuǎn)換電路，包括第一電荷泵電路、第一開關(guān)組件、第二電荷泵電路以及第二開關(guān)組件，其特征在于，所述第一電荷泵電路與第二電荷泵電路均包括N個串聯(lián)的電荷泵單元，N為大于或等于1的整數(shù)，所述電荷泵單元包括第一晶體管，柵極形成第一時鐘信號輸入端，源極形成所述第二電壓輸入端；第二晶體管，與所述第一晶體管的類型相反，柵極與所述第一晶體管的柵極連接，漏極與所述第一晶體管的漏極連接；第三晶體管，與所述第二晶體管的類型相同，柵極與所述第一晶體管的漏極連接，漏極形成第一電壓輸入端，源極與所述第二晶體管的源極連接；第一電容， 其一端形成第二時鐘信號輸入端，另一端與所述第二晶體管的源極連接形成所示電荷泵單元的輸出端。其中，所述第一電荷泵電路與所述第一開關(guān)組件連接形成第一支路，用于輸出第一轉(zhuǎn)換電壓；所述第二電荷泵電路與所述第二開關(guān)組件連接形成第二支路，用于輸出第二轉(zhuǎn)換電壓；其中，所述第一開關(guān)組件的輸出端與所述第二開關(guān)組件的輸出端并聯(lián)形成所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端。所述第一電荷泵電路的輸出端通過第二開關(guān)組件連接至所述第二支路，用于在所述第一支路輸出第一轉(zhuǎn)換電壓時禁止所述第二支路輸出第二轉(zhuǎn)換電壓；所述第二電荷泵電路的輸出端通過第一開關(guān)組件連接至所述第一支路，用于在所述第二支路輸出第二轉(zhuǎn)換電壓時禁止所述第一支路輸出第一轉(zhuǎn)換電壓。當(dāng)N取大于等于2的整數(shù)時，所述第一電荷泵電路和第二電荷泵電路中電荷泵單元的輸出端與后一級電荷泵單元的第一電壓輸入端相連；第一電荷泵電路的第一級電荷泵單元的第一電壓輸入端與第一電荷泵電路的第一級電荷泵單元的第一電壓輸入端并聯(lián)，形成所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸入端；所述第一電荷泵電路的第I級電荷泵單元的第二電壓輸入端與所述第二電荷泵電路的第I級電荷泵單元的第二電壓輸入端并聯(lián)，形成所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的第二電壓輸入端；I = 1,2,3,...,N0其中，所述第一電荷泵電路和第二電荷泵電路中相鄰電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反；所述第一電荷泵電路中第J級電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端與所述第、二電荷泵電路中第J級電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反；所述所有電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端與第二時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反。當(dāng)N= 1，即兩個電荷泵電路都只有一個電荷泵單元，第一電荷泵電路的第一電壓輸入端與第二電荷泵電路的第一電壓輸入端并聯(lián)；第一電荷泵電路的第二電壓輸入端與第二電荷泵電路的第二電壓輸入端并聯(lián)；第一電荷泵電路的第一時鐘信號輸入端與第二電荷泵電路的第一時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反；所有電荷泵電路的第一時鐘信號輸入端與第二時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反。優(yōu)選的，所述第一晶體管可為N型晶體管。所述第一電壓輸入端輸入高電位信號 XVDD，所述第二電壓輸入端輸入低電位信號XVSS。所述第一開關(guān)組件與所述第二開關(guān)組件均為P型晶體管。優(yōu)選的，所述第一晶體管為P型晶體管。所述第一電壓輸入端輸入低電位信號 XVSS，所述第二電壓輸入端輸入高電位信號XVDD。所述第一開關(guān)組件與所述第二開關(guān)組件均為N型晶體管。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，由于第一電容的一端同時受到第一晶體管、第二晶體管以及第三晶體管的控制，當(dāng)?shù)谝浑娙萏幱陔姾墒睾銧顟B(tài)時，第三晶體管的柵極與源極電壓始終保持相等，從而保證了第三晶體管在第一電容處于電荷守恒狀態(tài)時處于截止?fàn)顟B(tài)，不會漏電。因此，保證了電荷泵單元的輸出電壓不會產(chǎn)生因漏電而電壓抬升達(dá)不到預(yù)期值的現(xiàn)象，輸出電壓更加穩(wěn)定，爬坡速度加快。
說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的電壓轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓波形示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例一的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例一的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例一的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的時序示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例二的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例二的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例二的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的時序示意圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實施例三的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實施例四的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例一的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示， 本實施例中所示出的直流電壓轉(zhuǎn)換電路為一個正數(shù)倍電壓轉(zhuǎn)換電路，包括第一電荷泵電路 Pumpl、第二電荷泵電路Pump2、第一開關(guān)組件Switchl以及第二開關(guān)組件Switch2。其中，第一電荷泵電路Pumpl的第一電壓輸入端VPl與第二電荷泵Pump2的第一電壓輸入端VPl連接，形成直流電壓轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸入端，用于輸入需要轉(zhuǎn)換的電壓 XVDD。第一電荷泵電路Pumpl與第一開關(guān)組件Switchl連接形成第一支路，用于將輸入電壓XVDD轉(zhuǎn)換為第一轉(zhuǎn)換電壓；第二電荷泵電路Pump2與第二開關(guān)組件Switch2連接形成第二支路，用于將輸入電壓XVDD轉(zhuǎn)換為第二轉(zhuǎn)換電壓；其中，第一開關(guān)組件Switchl的輸出端與第二開關(guān)組件Switch2的輸出端并聯(lián)形成直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端，用于輸出轉(zhuǎn)換后的電壓。并且，第一電荷泵電路Pumpl的輸出端通過第二開關(guān)組件Switch2連接至第二支路上，控制第二開關(guān)組件Switch2的開關(guān)狀態(tài)，使第一支路輸出第一轉(zhuǎn)換電壓時禁止第二支路輸出第二轉(zhuǎn)換電壓；第二電荷泵電路Pump2的輸出端通過第一開關(guān)組件Switchl連接至第一支路上，控制第一開關(guān)組件Switchl的開關(guān)狀態(tài)，使第二支路輸出第二轉(zhuǎn)換電壓時禁止第一支路輸出第一轉(zhuǎn)換電壓。從而使直流電壓轉(zhuǎn)換電路在時鐘信號CK與CKB的控制下，交替地將第一轉(zhuǎn)換電壓、第二轉(zhuǎn)換電壓輸出至直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端作為輸出信號VDD。一般，第一電荷泵電路Pumpl與第二電荷泵電路Pump2的結(jié)構(gòu)相同，均具有第一電壓輸入端VP1、第二電壓輸入端VP2、第一時鐘信號輸入端CKl和第二時鐘信號輸入端CK2。 第一電荷泵電路Pumpl的第一電壓輸入端VPl與第二電荷泵Pump2的第一電壓輸入端VPl 連接，形成直流電壓轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸入端，用于輸入需要轉(zhuǎn)換的高電壓XVDD(例如 5V)；第一電荷泵電路Pumpl的第二電壓輸入端VP2與第二電荷泵Pump2的第二電壓輸入端 VP2連接，形成直流電壓轉(zhuǎn)換電路的第二電壓輸入端，用于輸入低電壓XVSS(例如0V)；第一電荷泵電路Pumpl的第一時鐘信號輸入端CKl輸入時鐘信號CK，其第二時鐘信號輸入端 CK2輸入時鐘信號CKB ；第一電荷泵電路Pumpl的第一時鐘信號輸入端CKl輸入時鐘信號 CKB,其第二時鐘信號輸入端CK2輸入時鐘信號CK ；時鐘信號CK與時鐘信號CKB是互為反向的時鐘信號(優(yōu)選為方波信號)，CK的高電平一般取為XVDD，CK的低電平一般取為XVSS。 由于第一電荷泵電路Pumpl與第二電荷泵電路Pump2的結(jié)構(gòu)和功能相同，因此第一轉(zhuǎn)換電壓和第二轉(zhuǎn)換電壓相等。于是，雖然第一支路和第二支路交替地輸出電壓，但整個電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出是持續(xù)輸出穩(wěn)定電壓的。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例一的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示， 該直流電壓轉(zhuǎn)換電路包括第一電荷泵電路Pumpl、第二電荷泵電路Pump2、第一開關(guān)組件 Switchl、第二開關(guān)組件Switch2 ；CK與CKB為互為反向的時鐘信號，VDD為輸出信號；XVDD 與XVSS分別為輸入電源的高電位與低電位。其中，第一電荷泵電路Pumpl包括一個電荷泵單元，該電荷泵單元包括第一晶體管麗11、第二晶體管MP11、第三晶體管MP12以及第一電容Cl。在第一電荷泵電路Pumpl的電荷泵單元中，晶體管MNll的柵極形成第一電荷泵電路Pumpl的第一時鐘信號輸入端CK1， 源極形成第二電壓輸入端VP2，漏極連接到節(jié)點m ；晶體管MPll的柵極與晶體管麗11的柵極連接，漏極連接到節(jié)點W，源極連接到節(jié)點Pl ；晶體管MP12的柵極連接到節(jié)點m，漏極形成第一電壓輸入端VP1，源極連接到節(jié)點Pl ；電容Cl的一端連接到節(jié)點P1，另一端形成第一電荷泵電路Pumpl的第二時鐘信號輸入端CK2。第二電荷泵電路Pump2也包括一個電荷泵單元，該電荷泵單元的結(jié)構(gòu)與第一電荷泵電路Pumpl所包括的電荷泵單元的元器件以及連接結(jié)構(gòu)相同。在第二電荷泵電路Pump2 中，電荷泵單元的第一晶體管為麗21，第二晶體管為MP21，第三晶體管為MP22，第一電容為 C2。在第二電荷泵電路Pump2的電荷泵單元中，晶體管麗21的柵極形成第二電荷泵電路 Pump2的第一時鐘信號輸入端CK1，源極形成第二電壓輸入端VP2，漏極連接到節(jié)點N2 ；晶體管MP21的柵極與晶體管麗21的柵極連接，源極連接到節(jié)點P2，漏極連接到節(jié)點N2 ；晶體管
7MP22的柵極連接到節(jié)點N2，漏極形成第一電壓輸入端VP1，源極連接到節(jié)點P2 ；電容C2的一端連接到節(jié)點P2，另一端形成第二電荷泵電路Pump2的第二時鐘信號輸入端CK2。并且，第一開關(guān)組件Switchl包括晶體管MP13 ；第二開關(guān)組件Switch2包括晶體管MP23 ；CK與CKB為互為反向的時鐘信號，VDD為輸出信號；XVDD與XVSS分別為輸入電源的高電位與低電位。晶體管MP13的柵極連接到節(jié)點P2，源極連接到節(jié)點P1，漏極連接到輸出端；晶體管MP23的柵極連接到節(jié)點P1，源極連接到節(jié)點P2，漏極連接到輸出端。為了使直流電壓轉(zhuǎn)換電路在時鐘信號CK與CKB的控制下，交替地將第一轉(zhuǎn)換電壓、第二轉(zhuǎn)換電壓輸出至轉(zhuǎn)換電路的輸出端作為輸出信號VDD輸出。在本實施例中，第一電荷泵電路Pumpl的第一時鐘信號輸入端CKl輸入時鐘信號CK，第二時鐘信號輸入端CK2輸入時鐘信號CKB ；第二電荷泵電路Pump2的第一時鐘信號輸入端CKl輸入時鐘信號CKB，第二時鐘信號輸入端輸入時鐘信號CK。同時，第一電荷泵電路Pumpl與第二電荷泵電路Pump2 的第一電壓輸入端并聯(lián)，形成直流轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸入端，用于輸入高電位信號XVDD ； 第一電荷泵電路Pumpl與第二電荷泵電路Pump2的第二電壓輸入端并聯(lián)，形成直流轉(zhuǎn)換電路的第二電壓輸入端，用于輸入低電位信號XVSS。下面以輸入電壓的高電位XVDD的電壓為5V，輸入電壓的低電位XVSS的電壓為 0V，且互為反向的時鐘信號CK和CKV的電壓范圍為0 5v為例，并結(jié)合圖4詳細(xì)說明本實施例中的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的工作原理。當(dāng)輸入電壓發(fā)生變化時，時鐘信號幅值也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)變化。在直流轉(zhuǎn)換電路開始工作的前半周期，CK為高電位，CKB為低電位，第一電荷泵電路Pumpl中的晶體管麗11打開，MPll關(guān)閉。由于晶體管麗11打開，MPll關(guān)閉，使節(jié)點m 上的電壓為XVSS相同，為0V。由于節(jié)點m上的電壓為0V，則晶體管MP12打開，使電容Cl 上端節(jié)點Pl的電位為XVDDdPfAPl目前的電壓值為5V。由于電容Cl的下端輸入時鐘信號CKB，則電容Cl的下端節(jié)點的電壓值為CKB，電容Cl下端節(jié)點的電壓值為0V。由于電容兩端具有壓差，會使電容Cl處于充電狀態(tài)。并且，由于CK為高電位，CKB為低電位，晶體管麗21處于閉合狀態(tài)，第二電荷泵電路Pump2的節(jié)點P2處的輸出電壓為0。同時，由于電容Cl處于充電狀態(tài)，節(jié)點Pl的電壓逐漸上升為5V，且由于節(jié)點P2處的輸出電壓為0V，所以在節(jié)點Pl的電壓逐漸上升為5V的過程中，會使第二開關(guān)組件的晶體管MP23打開，使節(jié)點P2電位為0V，并使節(jié)點Pl的電位被抬高，進(jìn)而又影響晶體管MP13。該段時間內(nèi)，由于節(jié)點Pl與P2處的電壓處于交替上升的狀態(tài)，輸出電壓也處于緩慢增長的過程中。在直流轉(zhuǎn)換電路開始工作的后半周期，CK為低電位，CKB為高電位。因此，第一電荷泵電路Pumpl的晶體管麗11關(guān)閉，晶體管MPll打開，節(jié)點m與節(jié)點Pl的電位相同，MP12 被關(guān)閉。此刻因為電容Cl處于電荷守恒狀態(tài)中，則節(jié)點Pl處的電壓為5V，且CKB的電壓從低電位變成高電位，從而使節(jié)點Pl電位也被抬高了 5V，變?yōu)镮OV0并且，由于CK為低電位， CKB為高電位，第二電荷泵電路Pump2的晶體管麗21打開，晶體管MP22關(guān)閉，節(jié)點N2的電位為低電位XVSS ；由于節(jié)點N2的電位與低電位XVSS的電位相同，晶體管MP22打開，使電容C2的下端節(jié)點P2的電位與高電位XVDD的電壓相等，節(jié)點P2的電位為5V，電容C2的上端電位為0V，所以使電容C2處于充電狀態(tài)。此刻由于節(jié)點Pl處的電容Cl處于電荷守恒狀態(tài)，節(jié)點P2處的電容C2處于充電狀態(tài)，因此節(jié)點Pl與P2處的電壓均處于變化狀態(tài)，從而使輸出的電壓VDD雖然被抬高，但仍在該時刻處于變化狀態(tài)。
隨著時鐘信號CK與CKB的交替變化，使得第一電荷泵電路Pumpl和第二電荷泵電路Pump2交替地工作在充電狀態(tài)和電荷守恒狀態(tài)，輸出端電壓被緩慢抬高。并且，由于節(jié)點 Pl與節(jié)點P2的電位穩(wěn)定，節(jié)點Pl和節(jié)點P2的電位也為被抬高到5v IOv的變化區(qū)間，通過節(jié)點Pl和P2電位的交替變換，第一開關(guān)組件MP13和第二開關(guān)組件MP23也可以嚴(yán)格的執(zhí)行開啟或者關(guān)閉動作，從而滿足電荷守恒的原理，使得輸出信號VDD穩(wěn)定在一個2VDD的電壓值。節(jié)點P1、節(jié)點P2以及輸出電壓VDD隨時鐘信號變化的時序示意圖如圖5所示。如圖5所示，雖然節(jié)點Pl與節(jié)點P2的電壓在開始階段也是逐漸增大的，有一個爬坡的過程。但是，電容Cl處于電荷守恒狀態(tài)下，節(jié)點Pl的電位會被抬高，在時鐘周期的后半周期，CK為低電平，第一電荷泵電路Pump 1的麗11關(guān)閉、MP11打開，節(jié)點m和P1的電位相等，即無論節(jié)點Pl的電位如何變化，節(jié)點m的電位均與節(jié)點Pl相同，第三晶體管MP12 的柵源電壓為O，其始終處于截止?fàn)顟B(tài)，不會漏電。第二電荷泵電路Pump2也是如此，不再累述。因此，第一電荷泵電路Pumpl在一個周期內(nèi)不會產(chǎn)生因為漏電而使電壓抬升達(dá)不到預(yù)期值的現(xiàn)象，其輸出電壓穩(wěn)定，爬坡過程較快緩慢。優(yōu)選地，在本實施例中，MPll與MN21為N型晶體管(如N型TFT)，MP11、MP12、 MP13、MP21、MP22、MP23 為 P 型晶體管(如 P 型 TFT)。圖6至圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例二的直流電壓轉(zhuǎn)換電路。本實施例中的直流電壓轉(zhuǎn)換電路是一種負(fù)數(shù)倍直流電壓轉(zhuǎn)換電路。其中，圖6示出了其結(jié)構(gòu)框圖，圖7示出了其電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖8示出了其時序示意圖。圖6與圖7中示出的電路連接關(guān)系與圖3與圖4中示出的電路基本相似，電路的工作原理也大致相同。但由于本實施例中的直流電壓轉(zhuǎn)換電路是一個負(fù)數(shù)倍直流電壓轉(zhuǎn)換電路，因此，就需要將直流電壓轉(zhuǎn)換電路的電壓輸入端的輸入電壓進(jìn)行變化。如圖6所示， 需要將直流電壓轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸入端VPl的輸入電壓信號變?yōu)榈碗妷篨VSS ；第二電壓輸入端VP2的輸入電壓信號變?yōu)楦唠妷篨VDD。從圖7所示的電路結(jié)構(gòu)示意圖中也可以看出，原來在圖4中輸入XVDD的端口在圖7所示的電路中輸入的是XVSS ；原來在圖4中輸入 XVSS的端口，在圖7所示的電路中輸入的是XVDD相應(yīng)的，為了產(chǎn)生負(fù)數(shù)倍電壓信號，圖7中所示的直流電壓轉(zhuǎn)換電路中的晶體管類型也需要與圖4中相反，具體的電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。由于負(fù)數(shù)倍直流電壓轉(zhuǎn)換電路與正數(shù)倍直流電壓轉(zhuǎn)換電路的工作原理大致相同， 因此在此不再詳細(xì)描述。多個(M個)圖4所示的電荷泵Pumpl級聯(lián)可以構(gòu)成多倍數(shù)的正數(shù)倍直流電壓轉(zhuǎn)換電路，M可取大于等于2的整數(shù)。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實施例三的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，在第一電荷泵電路PumpA與第二電荷泵電路PumpB中包括了 3個電荷泵單元，從而實現(xiàn)了 4XVDD電壓輸出，即將輸入電壓轉(zhuǎn)化為其他倍率的輸出電壓。并且，從圖9中可以看出，每個電荷泵單元的輸出端與下一個電荷泵的第一電壓輸入端連接。第一電荷泵電路PumpA中的每個電荷泵單元可以采用圖4中的Pumpl，相鄰電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反，相鄰電荷泵單元的第二時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號也相反；第二電荷泵電路PumpB中的每個電荷泵單元可以采用圖4中的 Pump2，相鄰電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反，相鄰電荷泵單元的第二時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號也相反。
多個(N個)圖7所示的電荷泵Pumpl級聯(lián)可以構(gòu)成多倍數(shù)的負(fù)數(shù)倍直流電壓轉(zhuǎn)換電路，N可取大于等于2的整數(shù)。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實施例四的直流電壓轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，由于第一電容的一端同時受到第一晶體管、第二晶體管以及第三晶體管的控制，當(dāng)?shù)谝浑娙萏幱陔姾墒睾銧顟B(tài)時，第三晶體管的柵極與源極電壓始終保持相等，從而保證了第三晶體管在第一電容處于電荷守恒狀態(tài)時處于截止?fàn)顟B(tài)，不會漏電。因此，保證了電荷泵單元的輸出電壓不會產(chǎn)生因漏電而電壓抬升達(dá)不到預(yù)期值的現(xiàn)象，輸出電壓更加穩(wěn)定，爬坡速度加快。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種直流電壓轉(zhuǎn)換電路，包括第一電荷泵電路、第一開關(guān)組件、第二電荷泵電路以及第二開關(guān)組件，其特征在于，所述第一電荷泵電路與第二電荷泵電路均包括N個串聯(lián)的電荷泵單元，N為大于或等于1的整數(shù)，所述電荷泵單元包括第一晶體管，柵極形成第一時鐘信號輸入端，源極形成所述第二電壓輸入端；第二晶體管，與所述第一晶體管的類型相反，柵極與所述第一晶體管的柵極連接，漏極與所述第一晶體管的漏極連接；第三晶體管，與所述第二晶體管的類型相同，柵極與所述第一晶體管的漏極連接，漏極形成第一電壓輸入端，源極與所述第二晶體管的源極連接；第一電容，其一端形成第二時鐘信號輸入端，另一端與所述第二晶體管的源極連接形成所示電荷泵單元的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一電荷泵電路與所述第一開關(guān)組件連接形成第一支路，用于輸出第一轉(zhuǎn)換電壓；所述第二電荷泵電路與所述第二開關(guān)組件連接形成第二支路，用于輸出第二轉(zhuǎn)換電壓；其中，所述第一開關(guān)組件的輸出端與所述第二開關(guān)組件的輸出端并聯(lián)形成所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一電荷泵電路的輸出端通過第二開關(guān)組件連接至所述第二支路，用于在所述第一支路輸出第一轉(zhuǎn)換電壓時禁止所述第二支路輸出第二轉(zhuǎn)換電壓；所述第二電荷泵電路的輸出端通過第一開關(guān)組件連接至所述第一支路，用于在所述第二支路輸出第二轉(zhuǎn)換電壓時禁止所述第一支路輸出第一轉(zhuǎn)換電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，N取大于等于2的整數(shù)，所述第一電荷泵電路和第二電荷泵電路中電荷泵單元的輸出端與后一級電荷泵單元的第一電壓輸入端相連；第一電荷泵電路的第一級電荷泵單元的第一電壓輸入端與第一電荷泵電路的第一級電荷泵單元的第一電壓輸入端并聯(lián)，形成所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸入端；所述第一電荷泵電路的第I級電荷泵單元的第二電壓輸入端與所述第二電荷泵電路的第I級電荷泵單元的第二電壓輸入端并聯(lián)，形成所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的第二電壓輸入端；I = 1,2,3,· · ·，N。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一電荷泵電路和第二電荷泵電路中相鄰電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反；所述第一電荷泵電路中第J級電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端與所述第、二電荷泵電路中第J級電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反；所述所有電荷泵單元的第一時鐘信號輸入端與第二時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，N=1，第一電荷泵電路的第一電壓輸入端與第二電荷泵電路的第一電壓輸入端并聯(lián)；第一電荷泵電路的第二電壓輸入端與第二電荷泵電路的第二電壓輸入端并聯(lián)；第一電荷泵電路的第一時鐘信號輸入端與第二電荷泵電路的第一時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反；所有電荷泵電路的第一時鐘信號輸入端與第二時鐘信號輸入端輸入的時鐘信號相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一晶體管為N型晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一電壓輸入端輸入高電位信號XVDD，所述第二電壓輸入端輸入低電位信號XVSS。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一開關(guān)組件與所述第二開關(guān)組件均為P型晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一晶體管為P型晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一電壓輸入端輸入低電位信號XVSS，所述第二電壓輸入端輸入高電位信號XVDD。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一開關(guān)組件與所述第二開關(guān)組件均為N型晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種直流電壓轉(zhuǎn)換電路，包括第一電荷泵電路、第一開關(guān)組件、第二電荷泵電路以及第二開關(guān)組件，第一電荷泵電路與第二電荷泵電路均包括一個或多個串聯(lián)的電荷泵單元。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，由于第一電容的一端同時受到第一晶體管、第二晶體管以及第三晶體管的控制，當(dāng)?shù)谝浑娙萏幱陔姾墒睾銧顟B(tài)時，第三晶體管的柵極與源極電壓始終保持相等，從而保證了第三晶體管在第一電容處于電荷守恒狀態(tài)時處于截止?fàn)顟B(tài)，不會漏電。因此，保證了電荷泵單元的輸出電壓不會產(chǎn)生因漏電而電壓抬升達(dá)不到預(yù)期值的現(xiàn)象，輸出電壓更加穩(wěn)定，爬坡速度加快。
文檔編號H02M3/07GK102545589SQ201010615670
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者錢棟 申請人:上海天馬微電子有限公司