[发明专利]可防止闭锁现象的电压产生装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压产生装置及其方法，尤指一种可防止闭锁现象的电压产生装置及其方法。

背景技术

电荷泵(charge pump)电路常被应用于电子产品的驱动电路中，举例来说，如存储器驱动电路、液晶显示器(LCD)的背光模块或发光二极管(LCD)背光驱动电路中。电荷泵电路主要利用电容原理实现电压转换，以供应所需的正负输出电压，并可同时提供不同电平的电压输出。

请参考图1，图1为习知一电荷泵电路10的示意图。如图1所示，电荷泵电路10包含有一正电荷泵单元102、一负电荷泵单元104、一次级电荷泵单元106及一二极管108。正电荷泵单元102用来将一输入电压VCI转换成一正电荷泵电压AVDD，正电荷泵电压AVDD的电压值通常等于倍数的输入电压VCI。负电荷泵单元104用来将输入电压VCI转换成一负电荷泵电压VCL，负电荷泵电压VCL通常等于负倍数的输入电压VCI。次级电荷泵单元106耦接于正电荷泵单元102及负电荷泵单元104，用来根据正电荷泵电压AVDD与负电荷泵电压VCL，产生系统所需的一栅极高电压VGH(正电压)及一栅极低电压VGL(负电压)。二极管108耦接于次级电荷泵单元106，用来防止电荷泵电路10的元件启动过程中所产生的闭锁现象(latch-up)。

请参考图2，图2为图1中的电荷泵电路10各元件启动顺序下相关信号的波形图。假设利用电荷泵电路10产生6倍输入电压VCI的栅极高电压VGH以及负5倍输入电压VCI的栅极低电压VGL。在图2中，由上至下，各波形所对应的信号为：栅极高电压VGH、正电荷泵电压AVDD、负电荷泵电压VCL、栅极低电压VGL、第二致能信号VCL_EN、第三致能信号VGH_EN、第四致能信号VGL_EN及第一致能信号AVDD_EN。其中于第二致能信号VCL_EN切换至致能状态(即高电位)时，负电荷泵单元104开始产生负电荷泵电压VCL。于第三致能信号VGH_EN切换至致能状态时，次级电荷泵单元106开始输出栅极高电压VGH。于第四致能信号VGL_EN切换至致能状态时，负电荷泵单元104开始产生栅极低电压VGL。于第一致能信号AVDD_EN切换至致能状态时，正电荷泵单单元104开始产生正电荷泵电压AVDD。如图2所示，于时间t1时，正电荷泵单单元104产生正电荷泵电压AVDD，并于时间t2时，启动次级电荷泵单元106开始输出栅极高电压VGH。接着，再依次启动栅极低电压VGL及负电荷泵电压VCL，换句换说，启动顺序为：AVDD→VGH→VGL→VCL。

然而，于电荷泵电路10产生栅极高电压VGH或是栅极低电压VGL时，由于实现倍率太大，因而常会误触发寄生双载子接面晶体管而产生漏电效应。在此情况下，于开始启动栅极高电压VGH时，会造成栅极低电压VGL有一短暂电位骤升的现象(如图2中的P1处)。而当开始启动栅极低电压VGL时，亦会造成栅极高电压VGH有一短暂电位遽降的现象(如图2中的P2处)，甚至在高温与高压的环境中，如前所述的漏电效应将进而引发闭锁现象，造成电荷泵电路10的损坏。因此，为了解决前述的问题，习知技术通常会在电路中使用二极管108，用以限制次级电荷泵单元106所输出的栅极低电压VGL的电压电平，以避免闭锁现象的发生。但是，如此一来，将会因需要增加额外的二极管元件而提高制造成本。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种可防止闭锁现象的电压产生装置及其方法。

本发明揭露一种可防止闭锁现象的电压产生装置，包含有一正电荷泵单元、一负电荷泵单元、一次级电荷泵单元及一控制单元。该正电荷泵单元，用来根据一第一致能信号及一输入电压，产生一正电荷泵电压；该负电荷泵单元用来根据一第二致能信号及该输入电压，产生一负电荷泵电压；该次级电荷泵单元耦接于该正电荷泵单元、负电荷泵单元，用来根据一第三致能信号、一第四致能信号、一正目标倍率、一负目标倍率、该负电荷泵电压及该正电荷泵电压，产生一栅极高电压及一栅极低电压；该控制单元耦接于该正电荷泵单元、负电荷泵单元及该次级电荷泵单元，用来产生该第一致能信号、该第二致能信号、该第三致能信号、该第四致能信号、该正目标倍率及该负目标倍率，使该次级电荷泵单元以数次增加该栅极高电压的电压电平，产生该栅极高电压，直到该栅极高电压符合该正目标倍率，并以数次降低该栅极低电压的电压电平，产生该栅极低电压，直到该栅极低电压符合该负目标倍率。