TWI385903B - 可防止閉鎖現象之電壓產生裝置及其方法 - Google Patents

可防止閉鎖現象之電壓產生裝置及其方法 Download PDF

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Description

可防止閉鎖現象之電壓產生裝置及其方法
本發明係指一種電壓產生裝置及其方法,尤指一種可防止閉鎖現象之電壓產生裝置及其方法。
電荷泵(charge pump)電路常被應用於電子產品的驅動電路中,舉例來說,如記憶體驅動電路、液晶顯示器(LCD)之背光模組或發光二極體(LCD)背光驅動電路中。電荷泵電路主要利用電容原理實現電壓轉換,以供應所需的正負輸出電壓,並可同時提供不同位準的電壓輸出。
請參考第1圖,第1圖為習知一電荷泵電路10之示意圖。如第1圖所示,電荷泵電路10包含有一正電荷泵單元102、一負電荷泵單元104、一次級電荷泵單元106及一二極體108。正電荷泵單元102用來將一輸入電壓VCI轉換成一正電荷泵電壓AVDD,正電荷泵電壓AVDD之電壓值通常等於倍數之輸入電壓VCI。負電荷泵單元104用來將輸入電壓VCI轉換成一負電荷泵電壓VCL,負電荷泵電壓VCL通常等於負倍數之輸入電壓VCI。次級電荷泵單元106耦接於正電荷泵單元102及負電荷泵單元104,用來根據正電荷泵電壓AVDD與負電荷泵電壓VCL,產生系統所需之一閘極高電壓VGH(正電壓)及一閘極低電壓VGL(負電壓)。二極體108耦接於次級電荷泵單元106,用來防止電荷泵電路10之元件啟動過程中所產生的閉鎖現象(latch-up)。
請參考第2圖,第2圖為第1圖中之電荷泵電路10各元件啟動順序下相關訊號之波形圖。假設利用電荷泵電路10產生6倍輸入電壓VCI之閘極高電壓VGH以及負5倍輸入電壓VCI之閘極低電壓VGL。在第2圖中,由上至下,各波形所對應之訊號為:閘極高電壓VGH、正電荷泵電壓AVDD、負電荷泵電壓VCL、閘極低電壓VGL、第二致能訊號VCL_EN、第三致能訊號VGH_EN、第四致能訊號VGL_EN及第一致能訊號AVDD_EN。其中於第二致能訊號VCL_EN切換至致能狀態(即高電位)時,負電荷泵單元104開始產生負電荷泵電壓VCL。於第三致能訊號VGH_EN切換至致能狀態時,次級電荷泵單元106開始輸出閘極高電壓VGH。於第四致能訊號VGL_EN切換至致能狀態時,負電荷泵單元104開始產生閘極低電壓VGL。於第一致能訊號AVDD_EN切換至致能狀態時,正電荷泵單單元104開始產生正電荷泵電壓AVDD。如第2圖所示,於時間t1時,正電荷泵單單元104產生正電荷泵電壓AVDD,並於時間t2時,啟動次級電荷泵單元106開始輸出閘極高電壓VGH。接著,再依次啟動閘極低電壓VGL及負電荷泵電壓VCL,換句換說,啟動順序為:AVDD VGH VGL VCL。
然而,於電荷泵電路10產生閘極高電壓VGH或是閘極低電壓VGL時,由於實現倍率太大,因而常會誤觸發寄生雙載子接面電晶體而產生漏電效應。在此情況下,於開始啟動閘極高電壓VGH時,會造成閘極低電壓VGL有一短暫電位驟升的現象(如第2圖中之P1處)。而當開始啟動閘極低電壓VGL時,亦會造成閘極高電壓VGH有一短暫電位遽降的現象(如第2圖中之P2處),甚至在高溫與高壓的環境中,如前所述之漏電效應將進而引發閉鎖現象,造成電荷泵電路10的損壞。因此,為了解決前述的問題,習知技術通常會在電路中使用二極體108,用以限制次級電荷泵單元106所輸出之閘極低電壓VGL的電壓準位,以避免閉鎖現象的發生。但是,如此一來,將會因需要增加額外的二極體元件而提高製造成本。
因此,本發明之主要目的即在於提供一種可防止閉鎖現象之電壓產生裝置及其方法。
本發明揭露一種可防止閉鎖現象之電壓產生裝置,包含有一正電荷泵單元、一負電荷泵單元、一次級電荷泵單元及一控制單元。該正電荷泵單元,用來根據一第一致能訊號及一輸入電壓,產生一正電荷泵電壓;該負電荷泵單元用來根據一第二致能訊號及該輸入電壓,產生一負電荷泵電壓;該次級電荷泵單元耦接於該正電荷泵單元、負電荷泵單元,用來根據一第三致能訊號、一第四致能訊號、一正目標倍率、一負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,產生一閘極高電壓及一閘極低電壓;該控制單元耦接於該正電荷泵單元、負電荷泵單元及該次級電荷泵單元,用來產生該第一致能訊號、該第二致能訊號、該第三致能訊號、該第四致能訊號、該正目標倍率及該負目標倍率,使該次級電荷泵單元以數次增加該閘極高電壓之電壓位準,產生該閘極高電壓,直到該閘極高電壓符合該正目標倍率,並以數次降低該閘極低電壓之電壓位準,產生該閘極低電壓,直到該閘極低電壓符合該負目標倍率。
本發明另揭露一種可防止閉鎖現象之電壓產生方法,包含有根據一第一致能訊號及一輸入電壓,產生一正電荷泵電壓;根據一第二致能訊號及該輸入電壓,產生一負電荷泵電壓;根據一第三致能訊號、一第四致能訊號、一正目標倍率、一負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,以分次增加該閘極高電壓之電壓位準,產生一閘極高電壓,使該閘極高電壓達到該正目標倍率,並以分次降低該閘極低電壓之電壓位準,產生一閘極低電壓,使該閘極低電壓達到該負目標倍率。
本發明另揭露一種可防止閉鎖現象之電壓產生裝置,包含有一正電荷泵單元、一負電荷泵單元、一次級電荷泵單元及一控制單元。該正電荷泵單元,用來根據一第一致能訊號及一輸入電壓,產生一正電荷泵電壓;該負電荷泵單元用來根據一第二致能訊號及該輸入電壓,產生一負電荷泵電壓;該次級電荷泵單元耦接於該正電荷泵單元、負電荷泵單元,用來根據一第三致能訊號、一第四致能訊號、一正目標倍率、一負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,產生一閘極高電壓及一閘極低電壓;該控制單元耦接於該正電荷泵單元、負電荷泵單元及該次級電荷泵單元,用來產生該第一致能訊號、該第二致能訊號、該第三致能訊號、該第四致能訊號、該正目標倍率及該負目標倍率,並控制該第二致能訊號於該第一、第三與第四致能訊號致能之前,先切換至一致能狀態。
本發明另揭露一種可防止閉鎖現象之電壓產生方法,包含有根據一第一致能訊號及一輸入電壓,產生一正電荷泵電壓;根據該第二致能訊號及該輸入電壓,產生一負電荷泵電壓;根據一第三致能訊號、一第四致能訊號、一正目標倍率、一負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,產生一閘極高電壓與一閘極低電壓;於該第一、第三以及第四致能訊號尚未被致能之前,先將該第二致能訊號切換至一致能狀態。
請參考第3圖,第3圖為本發明實施例具防止閉鎖現象(latch-up)之一電壓產生裝置30之示意圖。電壓產生裝置30包含有一正電荷泵單元302、負電荷泵單元304、一次級電荷泵單元306及一控制單元308。正電荷泵單元302用來根據一第一致能訊號AVDD_EN及一輸入電壓VCI,產生一正電荷泵電壓AVDD。負電荷泵單元304用來根據一第二致能訊號VCL_EN及輸入電壓VCI,產生一負電荷泵電壓VCL。次級電荷泵單元306耦接於正電荷泵單元302、負電荷泵單元304,用來根據一第三致能訊號VGH_EN、一第四致能訊號VGL_EN、一正目標倍率VP、一負目標倍率VN、負電荷泵電壓VCL及正電荷泵電壓AVDD,產生一閘極高電壓VGH及一閘極低電壓VGL。控制單元308耦接於正電荷泵單元302、負電荷泵單元304及次級電荷泵單元306,用來產生第一致能訊號AVDD_EN、第二致能訊號VCL_EN、第三致能訊號VGH_EN、第四致能訊號VGL_EN、正目標倍率VP及負目標倍率VN,使次級電荷泵單元306以數次增加閘極高電壓VGH之電壓位準,來產生閘極高電壓VGH,直到閘極高電壓VGH符合正目標倍率VP,並以數次降低閘極低電壓VGL之電壓位準,來產生閘極低電壓VGL,直到閘極低電壓VGL符合負目標倍率VN。換言之,次級電荷泵單元306可以循序漸增(減)的方式,來產生閘極高電壓VGH(閘極低電壓VGL)。如此一來,本發明實施例之電壓產生裝置30將不致因驟然地直接將電壓升降至目標倍率,而導致元件內部產生漏電現象。
簡單來說,如先前技術所述,以一次到位的方式產生所需閘極高(低)電壓,將因而產生較大的跨壓,而錯誤地導通元件內部寄生雙載子電晶體,導致漏電現象。反觀本發明可使次級電荷泵單元306分成多個階段逐次地增加升降壓的幅度,將閘極高(低)電壓VGH(VGL)分次遞升至目標倍率,如此一來,將能有效避免造成漏電現象,進而防止閉鎖現象的發生。
要注意的是,前述之正目標倍率VP或負目標倍率VN係為透過電壓產生裝置30所欲產生之目標電壓值大小,本領域具通常知識者可根據系統需求,透過控制單元308設定任何所需之倍率。在本發明實施例中,係將正目標倍率VP或負目標倍率VN設定為輸入電壓VCI的倍數。舉例來說,可將正目標倍率VP設定為6倍(X6)的輸入電壓VCI,或將負目標倍率VN設定為負5倍(-X5)的輸入電壓VCI,但並不以此為限。另一方面,關於正電荷泵單元302、負電荷泵單元304及次級電荷泵單元306之功能係本領域具通常知識者所熟知,當可依需求設計出各種電壓倍率輸出,舉例來說,正電荷泵單元302可產生相當於兩倍輸入電壓VCI的正電荷泵電壓AVDD(即AVDD=2VCI);負電荷泵單元304可將輸入電壓VCI轉換成相應的負電壓,而產生相當於負的輸入電壓VCI之負電荷泵電壓VCL(即VCL=-VCI);次級電荷泵單元306可產生與正電荷泵電壓AVDD或負電荷泵電壓VCL呈一定倍率關係之電壓訊號。
關於電壓產生裝置30的詳細操作方式,請繼續參考以下說明。第4圖為本發明實施例一流程40之流程圖。流程40用以實現電壓產生裝置30之電壓產生流程。流程40包含下列步驟:
步驟402:開始。
步驟404:根據第一致能訊號AVDD_EN及輸入電壓VCI,產生正電荷泵電壓AVDD。
步驟406:根據第二致能訊號VCL_EN及輸入電壓VCI,產生負電荷泵電壓VCL。
步驟408:根據第三致能訊號VGH_EN、第四致能訊號VGL-EN、正目標倍率VP、負目標倍率VN、負電荷泵電壓VCL及正電荷泵電壓AVDD,以分次增加電壓位準方式產生閘極高電壓VGH,使閘極高電壓VGH符合正目標倍率VP,並以分次降低電壓位準方式產生閘極低電壓VGL,使閘極低電壓VGL符合負目標倍率VN。
分次增加電壓位準方式
步驟410:結束。
根據流程40,本發明利用控制單元308控制第一致能訊號AVDD_EN、第二致能訊號VCL_EN、第三致能訊號VGH_EN、第四致能訊號VGL_EN之啟動順序以及根據正目標倍率VP、負目標倍率VN、負電荷泵電壓VCL及正電荷泵電壓AVDD,使次級電荷泵單元306得以分次遞增電壓位準方式來拉升閘極高電壓VGH,直到達成正目標倍率VP,同理,使次級電荷泵單元306以分次遞減電壓位準方式來降低閘極低電壓VGL,使閘極低電壓VGL達到負目標倍率VN。簡言之,本發明可使次級電荷泵單元306逐次增加輸出電壓的幅度,以類似軟啟動的原理來達到所需的升降壓倍率,進而有效避免造成漏電現象的發生。在此請注意,雖然於第4圖中,步驟404~步驟408之順序僅為本發明之一實施例,然而,此順序並非為本發明之限制,電路設計者可自行設計其順序,如此的相對應變化,亦屬本發明的範圍。
另一方面,在電壓產生裝置30中,可透過控制單元308控制致能訊號之致能順序來實現不同之電壓產生目的。舉例來說,請參考第5圖。第5圖為本發明實施例一流程50之流程圖。流程50用以實現電壓產生裝置30之電壓產生流程。流程50包含下列步驟:
步驟502:開始。
步驟504:根據第一致能訊號AVDD_EN及輸入電壓VCI,產生正電荷泵電壓AVDD。
步驟506:根據第二致能訊號VCL_EN及輸入電壓VCI,產生負電荷泵電壓VCL。
步驟508:根據第三致能訊號VGH_EN、第四致能訊號VGL_EN、正目標倍率VP、負目標倍率VN、負電荷泵電壓VCL及正電荷泵電壓AVDD,產生一閘極高電壓VGH與一閘極低電壓VGL。
步驟510:於第一致能訊號AVDD_EN、第三致能訊號VGH_EN以及第四致能訊號VGL_EN尚未被致能之前,先將第二致能訊號號VCL_EN切換至一致能狀態。
步驟512:結束。
在流程50中,對於各個致能訊號而言,將第二致能訊號VCL_EN設定為最先被切換至致能狀態。換言之,透過控制單元308控制第二致能訊號VCL_EN於第一致能訊號AVDD_EN、第三致能訊號VGH_EN以及第四致能訊號VGL_EN尚未被致能之前,即先切換至邏輯高準位。在此情況下,將可避免輸出閘極高電壓VGH所造成的閘極低電壓VGL短暫急升效應發生時,閘極低電壓VGL不致超越至0伏特以上,而有效避免發生漏電現象。
此外,為方便說明,於本發明實施例中所述之致能狀態為邏輯高準位,而禁能狀態(disable state)為邏輯低準位。如此一來,電壓產生裝置30之各元件可依據所對應之致能訊號,而進行相應的運作。舉例來說,各元件於致能訊號處於致能狀態時,便開始進行電壓轉換之運作,進而輸出與所接收之電壓訊號呈一特定倍數關係之電壓訊號;於致能訊號處於禁能狀態時,便輸出所接收之電壓訊號,而未進行電壓轉換之運作。因此,在本發明實施例中,透過控制單元308產生第二致能訊號VCL_EN,使得負電荷泵電壓VCL會最早啟動。如此一來,自電壓產生裝置30開始運作,負電荷泵電壓VCL即被拉至0伏特之下。在此情況下,即便電壓產生裝置30未遵循逐步緩升的方式產生閘極高電壓VGH,仍可確保一旦開始輸出閘極高電壓VGH,所造成的閘極低電壓VGL短暫急升效應,不致將閘極低電壓VGL拉升至0伏特以上,而有效避免漏電現象的發生。另一方面,閘極低電壓VGL之啟動順序可被排在最先,而其他的啟動順序則可視情況作適當的調整。舉例來說,可於第二致能訊號VCL_EN被切換至致能狀態後,將第三致能訊號VGH_EN與第四致能訊號VGL_EN同時切換至致能狀態,最後再將第一致能訊號AVDD_EN切換至致能狀態,來啟動正電荷泵電壓AVDD,亦即啟動順序為:VCL VGH;VGL AVDD,但不以此為限,只要先啟動負電荷泵電壓VCL,將其電壓位準拉至0伏特以下即可。
進一步地,在電壓產生裝置30中,為能達到以逐漸遞增(減)的方式產生閘極高(低)電壓VGH(VGL),次級電荷泵單元306可根據第三致能訊號VGH_EN、正目標倍率VP及正電荷泵電壓AVDD,每隔一預定時間間隔將閘極高電壓VGH增加一第一預定電壓值,直到閘極高電壓VGH之電壓值達到正目標倍率VP為止;同理,可根據第四致能訊號VGL_EN、負目標倍率VN及負電荷泵電壓VCL,每隔一預定時間間隔將閘極低電壓VGL降低一第二預定電壓值,直到閘極低電壓VGL之電壓值達到負目標倍率VN為止。較佳地,該第一預定電壓值小於正電荷泵電壓AVDD,而該第二預定電壓值小於負電荷泵電壓VCL,但不以此為限。舉例來說,該預定時間間隔可設為一圖框時間間隔(例如16毫秒),而第一預定電壓值與第二預定電壓值可設定為輸入電壓VCI。因此,每隔一個圖框時間間隔,閘極高(低)電壓VGH(VGL)會增加(降低)一個輸入電壓VCI的電壓值,如此一來,將可使閘極高(低)電壓VGH(VGL)循序地達到目標倍率。
為求便於瞭解,本發明實施例以正目標倍率VP為6倍輸入電壓VCI,且負目標倍率VN為-5倍輸入電壓VCI為例進行說明。請參考第6圖,第6圖為第3圖中之電壓產生裝置30各元件之相關訊號波形示意圖。其中每一時間間隔為一個圖框時間,假設正電荷泵單元302於致能狀態時可產生2倍輸入電壓VCI的正電荷泵電壓AVDD(即AVDD=2VCI),負電荷泵單元304於致能狀態時可將輸入電壓VCI轉換成相應的負電壓(即VCL=-VCI)。如第5圖所示,由上至下,各波形所對應之訊號為:閘極高電壓VGH、正電荷泵電壓AVDD、負電荷泵電壓VCL、閘極低電壓VGL、第一致能訊號VCL_EN、第二致能訊號VGH_EN、第三致能訊號VGL_EN及第四致能訊號AVDD_EN。在第5圖中,首先於時間t1啟動負電荷泵電壓VCL,使負電荷泵電壓VCL達到負的輸入電壓VCI位準。於時間t2時,同時啟動閘極高電壓VGH與閘極低電壓VGL,並使閘極高(低)電壓VGH(VGL)每隔一時間間隔增加(降低)相當於一個輸入電壓VCI的電壓值。接著於時間t4時,啟動正電荷泵電壓AVDD。此時,閘極高電壓VGH已上升至3倍輸入電壓VCI的位準,而閘極低電壓VGL業已下拉至-3倍的輸入電壓VCI的位準。如第5圖所示,在時間t4時,由於此時正電荷泵電壓AVDD已到達2倍輸入電壓VCI,為了維持逐漸遞增閘極高電壓VGH的趨勢,控制單元308可將正目標倍率VP降低至一正中間倍率MP(4倍輸入電壓VCI),使閘極高電壓VGH於時間t4至時間t5的期間上升相當於1倍輸入電壓VCI的跨壓大小,依此方式(譬如逐漸增加目標倍率VP,從4倍輸入電壓VCI,5倍輸入電壓VCI到6倍輸入電壓VCI),直到閘極高電壓VGH之電壓值增加到原先設定之正目標倍率VP(6倍輸入電壓VCI)。同理,如第6圖所示,控制單元308隨時間將負目標倍率VP調整至一負中間倍率MN,使維持閘極低電壓VGL之電壓值以逐漸遞減的方式,達到原先設定之電壓值負目標倍率(-5倍輸入電壓VCI)。
綜上所述,本發明於開始運作時,即啟動負電荷泵電壓VCL,以避免因短暫急升的效應造成內部元件發生漏電現象。並且本發明可隨時間使閘極高(低)電壓VGH(VGL)於每一階段增加(降低)一個預定電壓值而慢慢地以類似軟啟動的原理來達到所需的電壓倍率,而有效避免誤觸發寄生雙載子電晶體,進而防止閉鎖現象的發生。如此一來,相較於習知技術,本發明不需額外增加二極體元件,即能避免閉鎖現象,將可大幅降低製造成本,增加產品競爭力。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10...電荷泵電路
102、302...正電荷泵單元
104、304...負電荷泵單元
106、306...次級電荷泵單元
108...二極體
30...電壓產生裝置
308...控制單元
AVDD...正電荷泵電壓
AVDD_EN...第一致能訊號
MN...負中間倍率
MP...正中間倍率
VCI...輸入電壓
VCL...負電荷泵電壓
VCL_EN...第二致能訊號
VGH...閘極高電壓
VGH_EN...第三致能訊號
VGL...閘極低電壓
VGL_EN...第四致能訊號
VN...負目標倍率
VP...正目標倍率
第1圖為習知一電荷泵電路之示意圖。
第2圖為第1圖中之電荷泵電路各元件之相關訊號之波形圖。
第3圖為本發明實施例可防止閉鎖現象之一電壓產生裝置之示意圖。
第4圖及第5圖為本發明實施例一流程之流程圖。
第6圖為第3圖中之電壓產生裝置各元件之相關訊號波形示意圖。
30...電壓產生裝置
302...正電荷泵單元
304...負電荷泵單元
306...次級電荷泵單元
308...控制單元
AVDD...正電荷泵電壓
AVDD_EN...第一致能訊號
VCI...輸入電壓
VCL...負電荷泵電壓
VCL_EN...第二致能訊號
VGH...閘極高電壓
VGH_EN...第三致能訊號
VGL...閘極低電壓
VGL_EN...第四致能訊號
VN...負目標倍率
VP...正目標倍率

Claims (32)

  1. 一種可防止閉鎖現象(latch-up)之電壓產生裝置,包含有:一正電荷泵單元,用來根據一第一致能訊號及一輸入電壓,產生一正電荷泵電壓;一負電荷泵單元,用來根據一第二致能訊號及該輸入電壓,產生一負電荷泵電壓;一次級電荷泵單元,耦接於該正電荷泵單元、負電荷泵單元,用來根據一第三致能訊號、一第四致能訊號、一正目標倍率、一負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,產生一閘極高電壓及一閘極低電壓;以及一控制單元,耦接於該正電荷泵單元、負電荷泵單元及該次級電荷泵單元,用來產生該第一致能訊號、該第二致能訊號、該第三致能訊號、該第四致能訊號、該正目標倍率及該負目標倍率,使該次級電荷泵單元以數次增加該閘極高電壓之電壓位準,直到該閘極高電壓符合該正目標倍率,並以數次降低該閘極低電壓之電壓位準,直到該閘極低電壓符合該負目標倍率。
  2. 如請求項1所述之電壓產生裝置,其中當該第一致能訊號處於該致能狀態時,該正電荷泵電壓之電壓值大小與該輸入電壓呈一特定倍數關係,且當該第一致能訊號處於一禁能狀態時,該正電荷泵電壓等於該輸入電壓。
  3. 如請求項1所述之電壓產生裝置,其中當該第二致能訊號處於該致能狀態時,該正電荷泵電壓之電壓值大小與該輸入電壓呈一特定負倍數關係。
  4. 如請求項1所述之電壓產生裝置,其中該控制單元控制該第二致能訊號最先切換至一致能狀態。
  5. 如請求項4所述之電壓產生裝置,其中於該第二致能訊號被切換至該致能狀態後,該控制單元控制該第三致能訊號與該第四致能訊號同時切換至該致能狀態。
  6. 如請求項1所述之電壓產生裝置,其中於該第二致能訊號、第三致能訊號及該第四致能訊號皆被切換至該致能狀態後,該控制單元控制該第一致能訊號切換至該致能狀態。
  7. 如請求項1所述之電壓產生裝置,其中該次級電荷泵單元根據該第三致能訊號、該正目標倍率及該正電荷泵電壓,每隔一預定時間間隔將該閘極高電壓增加一第一預定電壓值,直到該閘極高電壓之電壓值等於該正目標倍率,並根據該第四致能訊號、該負目標倍率及該負電荷泵電壓,每隔一預定時間間隔將該閘極低電壓降低一第二預定電壓值,直到該閘極低電壓之電壓值等於該負目標倍率。
  8. 如請求項7所述之電壓產生裝置,其中當該第三致能訊號被切換至該致能狀態時,該次級電荷泵單元開始產生該閘極高電壓。
  9. 如請求項8所述之電壓產生裝置,其中當該第一致能訊號被切換至該致能狀態時,該控制單元隨時間調整出一正中間倍率至該次級電荷泵單元,且該次級電荷泵單元根據該正中間倍率及該正電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極高電壓增加該第一預定電壓值,直到該閘極高電壓之電壓值等於該正目標倍率。
  10. 如請求項9所述之電壓產生裝置,其中該正中間倍率小於該正目標倍率。
  11. 如請求項7所述之電壓產生裝置,其中當該第四致能訊號被切換至該致能狀態時,該次級電荷泵單元開始產生該閘極低電壓。
  12. 如請求項11所述之電壓產生裝置,其中當該第一致能訊號被切換至該致能狀態時,該控制單元隨時間調整出一負中間倍率至該次級電荷泵單元,且該次級電荷泵單元根據該負中間倍率及該負電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極低電壓降低該第二預定電壓值,直到該閘極低電壓之電壓值等於該負目標倍率。
  13. 如請求項12所述之電壓產生裝置,其中該負中間倍率大於該負目標倍率。
  14. 一種可防止閉鎖現象(latch-up)之電壓產生方法,包含有:根據一第一致能訊號及一輸入電壓,產生一正電荷泵電壓;根據一第二致能訊號及該輸入電壓,產生一負電荷泵電壓;根據一第三致能訊號、一第四致能訊號、一正目標倍率、一負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,以分次增加電壓位準方式產生一閘極高電壓,使該閘極高電壓符合該正目標倍率,並以分次降低電壓位準方式產生一閘極低電壓,使該閘極低電壓符合該負目標倍率。
  15. 如請求項14所述之電壓產生方法,其中當該第一致能訊號處於該致能狀態時,該正電荷泵電壓之電壓值大小與該輸入電壓呈一特定倍數關係,且當該第一致能訊號處於一禁能狀態時,該正電荷泵電壓等於該輸入電壓。
  16. 如請求項14所述之電壓產生方法,其中當該第二致能訊號處於該致能狀態時,該正電荷泵電壓之電壓值大小與該輸入電壓呈一特定負倍數關係。
  17. 如請求項14所述之電壓產生方法,其中另包含設定該第二致能訊號最先被切換至一致能狀態。
  18. 如請求項17所述之電壓產生方法,其中於該第二致能訊號被切換至該致能狀態後,該第三致能訊號與該第四致能訊號同時被切換至該致能狀態。
  19. 如請求項14所述之電壓產生方法,其中於該第二致能訊號、第三致能訊號及該第四致能訊號皆被切換至該致能狀態後,第一致能訊號始被切換至該致能狀態。
  20. 如請求項14所述之電壓產生方法,其中根據該第三致能訊號、該第四致能訊號、該正目標倍率、該負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,以逐漸遞增方式產生該閘極高電壓,使該閘極高電壓達到該正目標倍率並以逐漸遞減方式產生該閘極低電壓,使該閘極低電壓達到該負目標倍率之步驟包含有:根據該第三致能訊號、該正目標倍率及該正電荷泵電壓,每隔一預定時間間隔將該閘極高電壓增加一第一預定電壓值,直到該閘極高電壓之電壓值等於該正目標倍率;以及根據該第四致能訊號、該負目標倍率及該負電荷泵電壓,每隔一預定時間間隔將該閘極低電壓降低一第二預定電壓值,直到該閘極低電壓之電壓值等於該負目標倍率。
  21. 如請求項20所述之電壓產生方法,其中根據該第三致能訊號、該正目標倍率及該正電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極高電壓增加該第一預定電壓值,直到該閘極高電壓之電壓值等於該正目標倍率之步驟包含有:當該第三致能訊號被切換至該致能狀態時,開始產生該閘極高電壓;以及根據該正目標倍率及該正電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極高電壓增加該第一預定電壓值,直到該閘極高電壓之電壓值等於該正目標倍率。
  22. 如請求項21所述之電壓產生方法,其中根據該正目標倍率及該正電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極高電壓增加該第一預定電壓值,直到該閘極高電壓之電壓值等於該正目標倍率之步驟包含有:當該第一致能訊號被切換至該致能狀態時,隨時間調整出一正中間倍率;以及根據該正中間倍率及該正電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極高電壓增加該第一預定電壓值,直到該閘極高電壓之電壓值等於該正目標倍率。
  23. 如請求項22所述之電壓產生方法,其中該正中間倍率小於該正目標倍率。
  24. 如請求項20所述之電壓產生方法,其中根據該第四致能訊號、該負目標倍率及該負電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極低電壓降低該第二預定電壓值,直到該閘極低電壓之電壓值等於該負目標倍率之步驟包含有:當該第四致能訊號被切換至該致能狀態時,開始產生該閘極低電壓;以及根據該負目標倍率及該負電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極低電壓將低該第二預定電壓值,直到該閘極低電壓之電壓值等於該負目標倍率。
  25. 如請求項24所述之電壓產生方法,其中根據該負目標倍率及該負電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極低電壓將低該第二預定電壓值,直到該閘極低電壓之電壓值等於該負目標倍率之步驟包含有:當該第一致能訊號被切換至該致能狀態時,隨時間調整出一負中間倍率;以及根據該負中間倍率及該負電荷泵電壓,每隔該預定時間間隔將該閘極低電壓增加該第二預定電壓值,直到該閘極低電壓之電壓值等於該負目標倍率。
  26. 如請求項25所述之電壓產生方法,其中該負中間倍率大於該負目標倍率。
  27. 一種可防止閉鎖現象(latch-up)之電壓產生裝置,包含有:一正電荷泵單元,用來根據一第一致能訊號及一輸入電壓,產生一正電荷泵電壓;一負電荷泵單元,用來根據一第二致能訊號及該輸入電壓,產生一負電荷泵電壓;一次級電荷泵單元,耦接於該正電荷泵單元、負電荷泵單元,用來根據一第三致能訊號、一第四致能訊號、一正目標倍率、一負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,產生一閘極高電壓及一閘極低電壓;以及一控制單元,耦接於該正電荷泵單元、負電荷泵單元及該次級電荷泵單元,用來產生該第一致能訊號、該第二致能訊號、該第三致能訊號、該第四致能訊號、該正目標倍率及該負目標倍率,並控制該第二致能訊號於該第一、第三與第四致能訊號致能之前,先切換至一致能狀態。
  28. 如請求項27所述之電壓產生裝置,其中於該第二致能訊號被切換至該致能狀態後,該控制單元控制該第三致能訊號與該第四致能訊號同時切換至該致能狀態。
  29. 如請求項27所述之電壓產生裝置,其中於該第二致能訊號、第三致能訊號及該第四致能訊號皆被切換至該致能狀態後,該控制單元控制該第一致能訊號切換至該致能狀態。
  30. 一種可防止閉鎖現象(latch-up)之電壓產生方法,包含有:根據一第一致能訊號及一輸入電壓,產生一正電荷泵電壓;根據一第二致能訊號及該輸入電壓,產生一負電荷泵電壓;根據一第三致能訊號、一第四致能訊號、一正目標倍率、一負目標倍率、該負電荷泵電壓及該正電荷泵電壓,產生一閘極高電壓與一閘極低電壓;以及於該第一、第三以及第四致能訊號尚未被致能之前,先將該第二致能訊號切換至一致能狀態。
  31. 如請求項30所述之電壓產生方法,其中於該第二致能訊號被切換至該致能狀態後,該第三致能訊號與該第四致能訊號同時被切換至該致能狀態。
  32. 如請求項30所述之電壓產生方法,其中於該第二致能訊號、第三致能訊號及該第四致能訊號皆被切換至該致能狀態後,第一致能訊號始被切換至該致能狀態。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101204569B1 (ko) * 2010-12-03 2012-11-23 에스케이하이닉스 주식회사 고전압 발생기 및 고전압 발생 방법
US8653882B2 (en) * 2012-03-29 2014-02-18 Apple Inc. Controlling over voltage on a charge pump power supply node
US9164606B2 (en) * 2012-06-08 2015-10-20 Apple Inc. Dynamic voltage generation for touch-enabled displays
CN103151010B (zh) * 2013-02-27 2014-12-10 京东方科技集团股份有限公司 一种移位寄存器和显示装置
KR102215086B1 (ko) * 2014-09-16 2021-02-15 삼성디스플레이 주식회사 전압 공급 회로 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US10365833B2 (en) 2016-01-22 2019-07-30 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for encoding and decoding of signal lines for multi-level communication architectures
US10283187B2 (en) * 2017-07-19 2019-05-07 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for providing additional drive to multilevel signals representing data
CN107623440A (zh) * 2017-09-27 2018-01-23 上海玮舟微电子科技有限公司 电压转换电路和电源切换电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200912595A (en) * 2007-05-14 2009-03-16 Samsung Electronics Co Ltd Voltage generator that prevents latch-up

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200912595A (en) * 2007-05-14 2009-03-16 Samsung Electronics Co Ltd Voltage generator that prevents latch-up

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