[发明专利]电荷泵电路与显示面板

说明书

技术领域

本发明涉及一种电荷泵，且特别涉及一种使用低耐压的电子装置来输出高电压的电荷泵。

背景技术

电荷泵是用以将低电压转换为高电压的电子元件。常见的电荷泵是以切换式电容(switched capacitor，SC)电路为基础，通过电容的充放电来输出高电压，这样的电荷泵包括了一或多个电容与金属氧化物半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)。但在一些应用中电荷泵所输出的电压可能高于所输入的电压好几倍，这使得金属氧化物半导体场效晶体管的耐压需要很高。举例来说，在液晶显示面板中可能需要高达15伏特的高电压，这也意味着需要高压元件及耐高压的电容。然而，高压元件的成本较高，如何解决电荷泵中耐压的问题，为此领域技术人员所关心的议题。

发明内容

本发明的实施例提出一种电荷泵电路，包括多个升压级。每一个升压级具有输入时脉端，第一输入端，第二输入端，输出时脉端与输出端。每一个升压级包括至少一个升压电路，此升压电路包括以下元件。第一电容具有第一端与第二端。第一开关电路耦接至第一电容的第二端、第一输入端与第二输入端，并受控于来自输入时脉端的第一时脉信号以将第一电容的第二端耦接至第一输入端或第二输入端。第二开关电路耦接至第一电容的第一端、第一输入端与输出端。第二电容，具有第一端与第二端。第三开关电路耦接至第二电容的第二端、第一输入端与第二输入端，并受控于来自输入时脉端的第二时脉信号以将第二电容的第二端耦接至第一输入端或第二输入端，其中第二时脉信号反相于第一时脉信号。第四开关电路耦接至第二电容的第一端、第一输入端与输出端。其中第二开关电路受控于第二电容的第一端与第二端上的电位以将第一电容的第一端耦接至第一输入端或输出端。其中第四开关电路受控于第一电容的第一端与第二端上的电位以将第二电容的第一端耦接至第一输入端或输出端。

在一些实施例中，在第一相位期间，第一开关电路将第一电容的第二端耦接至第二输入端，第二开关电路将第一电容的第一端耦接至第一输入端，第三开关电路将第二电容的第二端耦接至第一输入端，第四开关电路将第二电容的第一端耦接至输出端。在第二相位期间，第一开关电路将第一电容的第二端耦接至第一输入端，第二开关电路将第一电容的第一端耦接至输出端，第三开关电路将第二电容的第二端耦接至第二输入端，并且第四开关电路将第二电容的第一端耦接至第一输入端，其中第二相位期间不重叠于第一相位期间。

在一些实施例中，第二开关电路包括以下元件。第一开关的第一端耦接至第一电容的第一端，第二端耦接至第一输入端，控制端耦接至第二电容的第二端。第二开关的第一端耦接至第一电容的第一端，第二端耦接至输出端，控制端耦接至第二电容的第一端。

在一些实施例中，第四开关电路包括以下元件。第三开关的第一端耦接至第二电容的第一端，第二端耦接至第一输入端，控制端耦接至第一电容的第二端。第四开关的第一端耦接至第二电容的第一端，第二端耦接至输出端，控制端耦接至第一电容的第一端。

在一些实施例中，第一开关电路包括以下元件。第五开关的第一端耦接至第二输入端，第二端耦接至第一电容的第二端，控制端耦接至第一时脉信号。第六开关的第一端耦接至第一输入端，第二端耦接至第一电容的第二端，控制端耦接至第一时脉信号。第三开关电路包括以下元件。第七开关的第一端耦接至第二输入端，第二端耦接至第二电容的第二端，控制端耦接至第二时脉信号。第八开关的第一端耦接至第一输入端，第二端耦接至第二电容的第二端，控制端耦接至第二时脉信号。

在一些实施例中，第一开关、第三开关、第五开关与第七开关为N型金属氧化物半导体场效晶体管，第二开关、第四开关、第六开关与第八开关为P型金属氧化物半导体场效晶体管。

在一些实施例中，电荷泵电路还包括第三电容与第四电容。第三电容的第一端耦接至第一电容的第二端，第二端耦接至第三开关的闸级。第四电容的第一端耦接至第一开关的闸级，第二端耦接至第二电容的第二端。

在一些实施例中，输出时脉端耦接在第四电容与第一开关之间。

在一些实施例中，上述的升压级包括第i级升压级与第i-1级升压级，i为大于1的正整数。第i级升压级的输入时脉端耦接至第i-1级升压级的时脉输出端。第i级升压级的第一输入端耦接至第i-1级升压级的输出端。第i级升压级的第二输入端耦接至第i-1级升压级的第一输入端。

以另外一个角度来说，本发明的实施例提出一种显示面板，包括上述的电荷泵电路。如此一来，可以使用低耐压的元件来输出高电压。