[发明专利]充电泵电路

说明书

技术领域

本发明涉及充电泵电路，特别是涉及具有产生负电位的负电位产生充电泵电路和产生正电位的正电位产生充电泵电路的充电泵电路。

背景技术

一般的充电泵电路是串联电荷传输MOS晶体管而构成多级泵组并对输入电位进行升压的电路，例如在显示装置的驱动电路的电源电路中广泛使用。

在驱动电路等的LSI中，有时需要以接地电位VSS为基准的正电位和负电位。该情况下，在一个P型半导体衬底上形成产生负电位的负电位产生充电泵电路和产生正电位的正电位产生充电泵电路。

向P型半导体衬底施加由负电位产生充电泵电路产生的负电位。此外，在P型半导体衬底的表面上形成N型阱，在该N型阱中形成正电位产生充电泵电路，向N型阱施加该正电位。

在上述充电泵电路中，正电位产生充电泵电路和负电位产生充电泵电路同时开始工作，或者首先使正电位产生充电泵电路工作而产生正电位，然后使用该正电位，使负电位产生充电泵电路工作。

在专利文献1、2中记载着充电泵电路。

【专利文献1】日本特开2001-231249号公报

【专利文献2】日本特开2001-286125号公报

但是，在上述充电泵电路中，有不能够正常进行升压的问题。用图14说明其原因。在P型半导体衬底10的表面上形成N型阱11，在该N型阱11的中间形成正电位产生充电泵电路的电荷传输MOS晶体管MP。电荷传输MOS晶体管有多个，但在图14中示出了输出正电位产生充电泵电路的输出电位HV的最终级的电荷传输MOS晶体管MP。经由形成在N型阱11的表面上的N+扩散层12，向N型阱11施加正电位产生充电泵电路的正的输出电位HV。

此外，在与N型阱11邻接的P型半导体衬底10的表面上形成有N沟道型MOS晶体管MN。该N沟道型MOS晶体管MN是例如向负电位产生充电泵电路提供时钟的时钟驱动器的N沟道型MOS晶体管，向其源极即N+型扩散层13施加接地电位VSS。

此外，与N沟道型MOS晶体管MN邻接，在P型半导体衬底10的表面上形成P+型扩散层14，通过向该P+型扩散层14施加负电位产生充电泵电路的负的输出电位LV(以接地电位VSS为基准的负的电位)，从而向P型半导体衬底10施加负的输出电位LV。在负电位产生充电泵电路未工作的状态下，P型半导体衬底10由于N+型扩散层13而偏压到接近接地电位VSS。

但是，若使正电位产生充电泵电路工作，则寄生双极型晶体管15导通，由此衬底电流在P型半导体衬底10中流动，P型半导体衬底10的电位从接地电位VSS向正电位侧上升。这样，就从P型半导体衬底10流出由N+型扩散层13所形成的寄生二极管(PN结)的正向电流。于是，该正向电流成为寄生双极型晶体管16的基极电流I_B，寄生双极型晶体管16导通。该状态是由寄生双极型晶体管15、16形成的半导体开关元件导通的状态。

在此，寄生双极型晶体管15的发射极是电荷传输MOS晶体管MP的漏极扩散层，基极是N型阱11，集电极是P型半导体衬底10。寄生双极型晶体管16的发射极是N+型扩散层13，基极是P型半导体衬底10，集电极是N型阱11。

若上述半导体开关元件(thyristor)导通，就从正电位产生充电泵电路的输出端(输出电位HV)，经由N阱11和P型半导体衬底10，向接地电位VSS稳定地流动电流，因此正电位产生充电泵电路所产生的正电位降低了，不能正常进行升压工作。此外，由于P型半导体衬底10的电位上升了，故负电位产生充电泵电路的输出电位在不能下降到低于接地电位VSS的电位的状态下稳定，对于负电位产生充电泵电路而言，也不能正常进行升压工作。

发明内容

本发明的充电泵电路的特征在于，具有：正电位产生充电泵电路，其产生正电位；负电位产生充电泵电路，其产生负电位；第一导电型的半导体衬底，其被施加该负电位产生充电泵电路所产生的负电位；控制电路，其控制上述负电位产生充电泵电路和上述正电位产生充电泵电路的工作；第二导电型的阱，其形成在上述半导体衬底的表面上，并被施加上述正电位产生充电泵电路所产生的正电位；第二导电型的扩散层，其形成在上述半导体衬底的表面上；和钳位用二极管，其对上述半导体衬底的电位进行钳位，使得在上述正电位产生充电泵电路工作时，不从上述半导体衬底向上述扩散层流动正向电流。

根据该结构，由于在上述正电位产生充电泵电路工作时，利用上述钳位用二极管钳位上述半导体衬底的电位，因此，能够防止寄生双极型晶体管导通。