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1、(10)申请公布号 CN 102457262 A (43)申请公布日 2012.05.16 C N 1 0 2 4 5 7 2 6 2 A *CN102457262A* (21)申请号 201010522256.0 (22)申请日 2010.10.25 H03K 19/0175(2006.01) (71)申请人沛亨半导体股份有限公司 地址中国台湾新竹市 (72)发明人陈祈铭 谢仲铭 (74)专利代理机构北京市浩天知识产权代理事 务所 11276 代理人刘云贵 (54) 发明名称 不需调节器及二极管的自举电路 (57) 摘要 本发明公开了一种不需调节器及二极管的自 举电路。该自举电路包括比较器、。
2、第一开关及电 容。该比较器具有第一端，用以接收参考电压，第 二端，耦接于该自举电路的自举电压输出端，及第 三端，用以输出开关控制信号；该第一开关具有 第一端，用以接收输入电压，第二端，用以接收该 开关控制信号，及第三端，耦接于该自举电压输出 端；及该电容是耦接于电压切换端和该比较器的 第二端之间。因此，本发明所提供的自举电路在集 成电路中实现的面积比现有技术的自举电路的面 积小，且不需频率补偿以及无稳定度的问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 1/1页 。
3、2 1.一种不需调节器及二极管的自举电路，包括： 电容，具有第一端，及第二端耦接于电压切换端； 该自举电路的特征在于还包括： 比较器，具有第一端，用以接收参考电压，第二端，耦接于该自举电路的自举电压输出 端和该电容的第一端，及第三端，用以输出开关控制信号；及 第一开关，具有第一端，用以接收输入电压，第二端，用以接收该开关控制信号，及第三 端，耦接于该自举电压输出端。 2.如权利要求1所述的自举电路，其特征在于，还包括： 第一分压电阻，耦接于该自举电压输出端和该比较器的第二端之间；及 第二分压电阻，耦接于该比较器的第二端和地端之间。 3.如权利要求2所述的自举电路，其特征在于，还包括： 第二开关。
4、，耦接于该自举电压输出端和该第一分压电阻之间，其中该第二开关的第二 端是耦接于该比较器的第三端，以接收该开关控制信号。 4.如权利要求1所述的自举电路，其特征在于，该第一开关是为P型金属氧化物半导体 晶体管。 5.如权利要求1所述的自举电路，其特征在于，该第一开关是为N型金属氧化物半导体 晶体管。 6.如权利要求1所述的自举电路，其特征在于，该第一开关是为传输闸。 7.如权利要求1所述的自举电路，其特征在于，该第二开关是为P型金属氧化物半导体 晶体管。 8.如权利要求1所述的自举电路，其特征在于，该第二开关是为N型金属氧化物半导体 晶体管。 9.如权利要求1所述的自举电路，其特征在于，该第二开。
5、关是为传输闸。 权 利 要 求 书CN 102457262 A 1/3页 3 不需调节器及二极管的自举电路 技术领域 0001 本发明是有关于一种自举电路，尤指一种不需调节器及二极管的自举电路。 背景技术 0002 请参照图1，图1是为现有技术说明自举(bootstrap)电路100的示意图。自举电 路100包括调节器(regulator)102、二极管104及电容106。二极管104具有阳极端，耦接 于调节器102，及阴极端耦接于自举电压(bootstrap voltage)输出端BS。电容106具有 第一端，耦接于自举电压输出端BS，及第二端耦接于电压切换端SW。当频率CK为逻辑低电 位(。
6、地电位)时，因为频率CK通过驱动电路108关闭开关S1和通过反相器110开启开关 S2，所以电压切换端SW的电压VSW为零(地电位)。此时，调节器102开始通过二极管104 对电容106充电，直到自举电压输出端BS的电压VBS等于调节器102提供的电压VR减去 二极管104的跨压VD时，调节器102停止通过二极管104对电容106充电。 0003 当频率CK为逻辑高电位(输入电压VIN)时，因为频率CK通过驱动电路108开启 开关S1和通过反相器110关闭开关S2，所以电压切换端SW的电压VSW为输入电压VIN。此 时，自举电压输出端BS的电压VBS是由式(1)决定。 0004 VBSVIN+。
7、VR-VD (1) 0005 由式(1)可知，自举电压输出端BS的电压VBS大于输入电压VIN。而驱动电路108 可利用较高的自举电压输出端BS的电压VBS将开关S1开启。因此，开关S1可驱动负载 112。 0006 然而，在集成电路上实现调节器102及二极管104需要耗费相当大的面积。另外， 调节器102的频率补偿方式亦会受到电容106的严重影响，且当调节器102对电容106充 电时，电容106储存的电压会比调节器102提供的电压VR低，亦即电容106储存的电压为 VR-VD。 发明内容 0007 本发明的一实施例提供一种不需调节器及二极管的自举电路。该自举电路包括比 较器、第一开关及电容。。
8、该比较器具有第一端，用以接收参考电压，第二端，耦接于该自举电 路的自举电压输出端，及第三端，用以输出开关控制信号；该第一开关具有第一端，用以接 收输入电压，第二端，用以接收该开关控制信号，及第三端，耦接于该自举电压输出端；及该 电容是耦接于电压切换端和该比较器的第二端之间。 0008 本发明提供的一种不需调节器及二极管的自举电路，是利用比较器和第一开关以 取代现有技术的调节器和二极管。因此，本发明所提供的自举电路在集成电路中实现的面 积比现有技术的自举电路的面积小，且不需频率补偿及无稳定度的问题。 附图说明 0009 图1是为现有技术说明自举电路的示意图。 说 明 书CN 102457262 。
9、A 2/3页 4 0010 图2是为本发明的一实施例说明不需调节器及二极管的自举电路的示意图。 0011 图3是为本发明的还一实施例说明不需调节器及二极管的自举电路的示意图。 0012 图4是为本发明的还一实施例说明不需调节器及二极管的自举电路的示意图。 0013 其中，附图标记说明如下： 0014 100、200、300、400 自举电路 0015 102 调节器 0016 104 二极管 0017 202、302、402 比较器 0018 204、304、404 第一开关 0019 106、206、306、406 电容 0020 408 第二开关 0021 108 驱动电路 0022 11。
10、0 反相器 0023 112 负载 0024 R1 第一分压电阻 0025 R2 第二分压电阻 0026 S1、S2 开关 0027 VIN 输入电压 0028 SC 开关控制信号 0029 BS 自举电压输出端 0030 SW 电压切换端 0031 CK 频率 0032 A 节点 具体实施方式 0033 请参照图2，图2是为本发明的一实施例说明不需调节器(regulator)及二极管的 自举(bootstrap)电路200的示意图。自举电路200包括比较器202、第一开关204及电容 206。比较器202具有第一端，用以接收参考电压VREF，第二端，耦接于自举电压(bootstrap vol。
11、tage)输出端BS，及第三端，用以输出开关控制信号SC。第一开关204具有第一端，用以 接收输入电压VIN，第二端，用以接收开关控制信号SC，及第三端，耦接于自举电压输出端 BS，其中第一开关204是为P型金属氧化物半导体晶体管、N型金属氧化物半导体晶体管或 传输闸。电容206是耦接于电压切换端SW和比较器202的第二端之间。当频率CK为逻辑 低电位(地电位)时，因为频率CK通过驱动电路108关闭开关S1和通过反相器110开启 开关S2，所以电压切换端SW的电压VSW为零(地电位)。此时，比较器202比较自举电压 输出端BS的电压VBS和参考电压VREF。如果电压VBS低于参考电压VREF，。
12、则比较器202 输出开关控制信号SC至第一开关204的第二端，导致第一开关204开启。因此，输入电压 VIN通过第一开关204对电容206充电，直到电压VBS等于参考电压VREF时，输入电压VIN 停止第一开关204对电容206充电。 0034 当频率CK为逻辑高电位(输入电压VIN)时，因为频率CK通过驱动电路108开启 说 明 书CN 102457262 A 3/3页 5 开关S1和通过反相器110关闭开关S2，所以电压切换端SW的电压VSW为输入电压VIN。此 时，自举电压输出端BS的电压VBS是由式(2)决定。 0035 VBSVIN+VREF (2) 0036 由式(2)可知，自举电。
13、压输出端BS的电压VBS大于输入电压VIN。而驱动电路108 可利用较高的自举电压输出端BS的电压VBS将开关S1开启。因此，开关S1可驱动负载 112。 0037 请参照图3，图3是为本发明的还一实施例说明不需调节器及二极管的自举电路 300的示意图。自举电路300包括比较器302、第一开关304、电容306、第一分压电阻R1及 第二分压电阻R2，其中第一分压电阻R1是耦接于自举电压输出端BS和比较器302的第二 端之间，第二分压电阻R2是耦接于比较器302的第二端和地端之间。当频率CK为逻辑低 电位时，输入电压VIN通过第一开关304对电容306充电，直到节点A的电压VA等于参考 电压VR。
14、EF。此时，自举电压输出端BS的电压VBS是由式(3)决定。 0038 VBSVREF*(1+R1/R2) (3) 0039 因此，自举电路300可通过第一分压电阻R1及第二分压电阻R2，调整自举电压输 出端BS的电压VBS。另外，自举电路300的其余操作原理皆和自举电路200相同，在此不再 赘述。 0040 请参照图4，图4是为本发明的还一实施例说明不需调节器及二极管的自举电路 400的示意图。自举电路400包括比较器402、第一开关404、电容406、第二开关408、第一 分压电阻R1及第二分压电阻R2，其中第一分压电阻R1是耦接于自举电压输出端BS和比较 器402的第二端之间，第二分压电。
15、阻R2是耦接于比较器402的第二端和地端之间，以及第 二开关408是耦接于自举电压输出端BS和第一分压电阻R1之间，且第二开关408的第二 端是耦接于比较器402的第三端，以接收开关控制信号SC。因为，第一开关404和第二开关 408的第二端都是接收开关控制信号SC，所以第一开关404和第二开关408是同时开启或 同时关闭。另外，第一开关404和第二开关408是为P型金属氧化物半导体晶体管、N型金 属氧化物半导体晶体管或传输闸。 0041 当频率CK为逻辑低电位时，输入电压VIN通过第一开关404和第二开关408对电 容406充电，直到节点A的电压VA等于参考电压VREF。此时，自举电压输出端。
16、BS的电压 VBS是由式(3)决定。另外，当节点A的电压VA等于参考电压VREF时，比较器402输出开 关控制信号SC关闭第一开关404和第二开关408。因为，第二开关408被关闭，所以自举 电压输出端BS的电压VBS会维持在VREF*(1+R1/R2)，而不会受到第一分压电阻R1及第二 分压电阻R2所形成的漏电流路径影响。另外，自举电路400的其余操作原理皆和自举电路 300相同，在此不再赘述。 0042 综上所述，本发明所提供的自举电路，是利用比较器和第一开关以取代现有技术 的调节器和二极管。因此，本发明所提供的自举电路在集成电路中实现的面积和现有技术 比较起来显著缩小，且不需频率补偿及无稳定度的问题。 0043 以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修 饰，皆应属本发明的涵盖范围。 说 明 书CN 102457262 A 1/4页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102457262 A 2/4页 7 图2 说 明 书 附 图CN 102457262 A 3/4页 8 图3 说 明 书 附 图CN 102457262 A 4/4页 9 图4 说 明 书 附 图CN 102457262 A 。