[发明专利]电压转换电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电压转换电路，且特别是有关于一种通过晶体管串迭方式实现的电压转换电路。

背景技术

升压转换器(Boost Converter)的功能是将供应电压提升(boost up)成为较高的转换电压。例如：利用1.8V的供应电压产生3.6V的转换电压。

已知技术搭配系统单芯片(system on chip，简称为SoC)通过升压转换器，将转换电压Vout提供给负载电路时，经常使用外接于印刷电路板(Printed Circuit Board，简称为PCB)的NMOS晶体管。

请参照图1，其是已知技术于系统单芯片外部，提供电压转换电路的示意图。此图式以Vdd代表供应电压，且电压转换电路(升压电路)通过驱动输出节点Sout而输出电压电平为2*Vdd的转换电压。

此处选用的NMOS晶体管，其所能承受的耐压，将连带影响所输出的转换电压的最高电压。

在此图式中，除了系统单芯片1以外的电路，都与系统单芯片一同设置于印刷电路板上。其中，电感(inductor)的一端电连接于供应电压Vdd，另一端则与NMOS晶体管N1的漏极、肖特基二极管(Schottky Diode)的输入端共同电连接于驱动输出节点Sout。肖特基二极管D的输出端电连接于电容C。其中，电容C用于代表外部的负载电容，节点Vc可以电连接至外部的负载。

由图1可以看出，此处的NMOS晶体管将额外占用印刷电路板的空间。

请参见图2，其是已知技术于系统单芯片内部，提供电压转换电路的示意图。为了节省所占用的印刷电路板的空间，此种做法将NMOS晶体管设置于系统单芯片2内。

在设计升压电路时，无论是否将NMOS晶体管设置于系统单芯片2内，NMOS晶体管N2的漏极与源极之间都必须能够承受2*Vdd的跨压。因此，此种做法需要使用高压制程实现可以2*Vdd跨压的NMOS晶体管N2。

随着半导体制程的发展，半导体元件的尺寸越来越小。连带地，半导体元件所能承受的耐压也越来越低。由于系统单芯片2内部的其它电路并不需要使用高电压，如果为了仅占整体功能一小部分的升压转换器而须额外使用高电压的制程，对于系统单芯片而言，此种设计将衍生制造时的困难度，且额外增加高电压制程会增加成本。

根据前述说明可以得知，如何将NMOS晶体管集成于系统单芯片内，并能兼顾于低压制程的制造与生产，仍是设计升压转换器时的两难。

发明内容

本发明的一方面为一种电压转换电路，包含：一驱动输入节点；一驱动输出节点；一驱动反向器，电连接于该驱动输入节点、一供应电压与一接地电压间，其输入端用于接收一驱动输入信号，输出端输出与该驱动输入信号反向的一驱动反向信号；以及，一第一开关，电连接于该驱动输出节点与该供应电压，并通过一控制节点而电连接于该驱动反向器，该第一开关是根据该驱动反向信号而决定导通状态，当该驱动反向信号为低电平时，该第一开关导通并输出该接地电压于该驱动输出节点；以及，当该驱动反向信号为高电平时，该第一开关呈现断路状态并产生一转换电压于该驱动输出节点。

为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1，其是已知技术于系统单芯片外部，提供电压转换电路的示意图。

图2，其是已知技术于系统单芯片内部，提供电压转换电路的示意图。

图3，其是本发明于系统单芯片内部，提供电压转换电路的示意图。

图4，其是本发明的电压转换电路搭配输出级时，输出级的电容电压变化的波形图。

图5，其是本发明利用串迭的晶体管，实现电压转换电路的示意图。

图6A，其是本发明的电压转换电路，在输入信号为高电平时，内部晶体管的导通/关闭状态的示意图。

图6B，其是图6A中，本发明的电压转换电路内部晶体管的各电极导电压的列表。

图7A，其是本发明的电压转换电路，在输入信号为低电平时，内部晶体管的导通/关闭状态的示意图。

图7B，其是图7A中，本发明的电压转换电路内部晶体管的各电极导电压的列表。

图8，其是本发明的电压转换电路，因应脉冲调制信号的电平改变，内部各节点电压变化波型的示意图。

[主要元件标号说明]

系统单芯片1、2、3、驱动级301

缓冲级303电压转换电路30

具体实施方式