專利名稱：升降壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路構(gòu)成簡(jiǎn)化的升降壓電路。
背景技術(shù)：
近年，含有光電變換元件的光電變換裝置被廣泛應(yīng)用。尤其是，也有很多裝在移動(dòng)電話等便攜用終端內(nèi)的應(yīng)用，不僅光電變換裝置，其外圍的電源電路等也希望能小型化。
在具有CCD固體攝像元件的光電變換裝置中，為了將根據(jù)入射光而生成的信息電荷垂直傳輸、水平傳輸及輸出，應(yīng)對(duì)垂直傳輸寄存器、水平傳輸寄存器及輸出部的傳輸電極和控制電極施加所定的傳輸時(shí)鐘脈沖。這些脈沖的波峰值，即脈沖電壓可通過(guò)升降壓光電變換裝置的系統(tǒng)時(shí)鐘，來(lái)達(dá)到所定的電壓電平。
在具有CCD固體攝像元件的光電變換裝置中，通常利用0～3V的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖，將該系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖升壓或降壓、生成傳輸時(shí)鐘脈沖。降壓電路如圖5所示，構(gòu)成為包括充電泵電路。降壓電路所包含的電容器Ca～Cd，往往為外接于作為半導(dǎo)體元件而形成的主電路部10的外部端子Ta～Td上的構(gòu)成。在該降壓電路中，通過(guò)將基準(zhǔn)電壓端子接地、對(duì)輸入端子輸入0～3V的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖，如圖6所示，從而可得到各連接點(diǎn)A～D的電位Va～Vd。即，由成為基準(zhǔn)的接地電位(GND)通過(guò)2級(jí)充電泵作用的降壓，向穩(wěn)壓器12輸入-6V左右的電位Vc，由穩(wěn)壓器12得到-4V左右的輸出電壓Vd。另一方面，升壓電路也如圖7所示，與降壓電路一樣，構(gòu)成為包括充電泵電路。升壓電路所包含的電容器Ce～Ch，往往為外接于作為半導(dǎo)體元件形成的主電路部14的外部端子Te～Th上的構(gòu)成。在升壓電路中，向基準(zhǔn)電壓端子施加系統(tǒng)電壓VDD＝3V，向輸入端子輸入0～3V的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖。這樣，如圖8所示，可得到各連接點(diǎn)E～H的電位Ve至Vh。即，由成為基準(zhǔn)的系統(tǒng)電壓VDD通過(guò)2級(jí)充電泵作用的升壓，向穩(wěn)壓器16輸入9V左右的電位Vg，由穩(wěn)壓器16變換并輸出7V左右的輸出電壓Vh。
特開2001-218118號(hào)公報(bào)但是，上述現(xiàn)有的降壓電路及升壓電路，作為用于由系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖生成所希望的輸出電壓Vd及Vh的完全獨(dú)立的電路而構(gòu)成，作為整個(gè)升降壓電路存在構(gòu)成元件變多、電路規(guī)模變大的問(wèn)題。而且，還有用于連接電容器Ca～Ch的外部端子引腳數(shù)多、用于引出升降壓電路內(nèi)的外部端子的焊盤電極占有面積也變大的問(wèn)題。其結(jié)果，成為妨礙光電變換裝置小型化的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，其目的在于提供一種通過(guò)簡(jiǎn)化電路構(gòu)成、從而能小型化裝置的升降壓電路。
本發(fā)明是一種升降壓電路，其特征在于，包括接受基準(zhǔn)電壓和不同于上述基準(zhǔn)電壓的第1電壓交替重復(fù)的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖，利用上述基準(zhǔn)電壓和上述第1電壓的電位差，輸出比上述基準(zhǔn)電壓還低的第2電壓的降壓部；接受上述系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖和從上述降壓部輸出的第2電壓，輸出具有比上述基準(zhǔn)電壓和上述第1電壓的電位差還大的電位差的脈沖的電平移動(dòng)部；和接受從上述電平移動(dòng)部輸出的脈沖，輸出比上述基準(zhǔn)電壓還高的第3電壓的升壓部。
再者，本發(fā)明是一種升降壓電路，其特征在于，具有接受基準(zhǔn)電壓和不同于上述基準(zhǔn)電壓交替重復(fù)的第1電壓的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖，利用上述基準(zhǔn)電壓和上述第1電壓的電位差，輸出比上述基準(zhǔn)電壓還高的第2電壓的升壓部；接受上述系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖和從上述升壓部輸出的第2電壓，輸出具有比上述基準(zhǔn)電壓和上述第1電壓的電位差還大的電位差的脈沖的電平移動(dòng)部；和接受從上述電平移動(dòng)部輸出的脈沖，輸出比上述基準(zhǔn)電壓還低的第3電壓的降壓部。
在此，上述降壓部或上述升壓部最好包含充電泵電路。即，在上述降壓部或上述升壓部所包含的充電泵電路的一部分形成于半導(dǎo)體基板上，構(gòu)成上述充電泵電路的至少1個(gè)電容器連接于上述半導(dǎo)體基板外部時(shí)，本發(fā)明的效果顯著。
根據(jù)本發(fā)明，可簡(jiǎn)化升降壓電路的電路構(gòu)成、提高電路的可靠性。而且，可使采用升降壓電路的光電變換裝置等小型化。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的升降壓電路的構(gòu)成的圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的升降壓電路各部分的電壓的圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的電平移動(dòng)部的構(gòu)成例的電路圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的升降壓電路的另一構(gòu)成例的電路圖。
圖5是表示現(xiàn)有的升降壓電路的圖。
圖6是表示現(xiàn)有的升降壓電路各部分的電壓的圖。
圖7是表示現(xiàn)有的升降壓電路的圖。
圖8是表示現(xiàn)有的升降壓電路各部分的電壓的圖。
圖中10—主電路部，12—穩(wěn)壓器，14—主電路部，16—穩(wěn)壓器，20—定時(shí)脈沖發(fā)生器，22—降壓部，24—電平移動(dòng)部，26—升壓部，30—降壓部的主要部分，32—穩(wěn)壓器，34—緩沖器元件，36—反相元件，38—反相元件，40—升壓部的主要部分，42—穩(wěn)壓器，44—緩沖器元件，50—定時(shí)脈沖發(fā)生器，52—升壓部，54—電平移動(dòng)部，56—降壓部。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施方式的升降壓電路如圖1所示，構(gòu)成為包括定時(shí)脈沖發(fā)生器(TG)20、降壓部22、電平移動(dòng)部24及升壓部26。
定時(shí)脈沖發(fā)生器20是以光電變換裝置等系統(tǒng)電壓VDD為輸入電壓，生成系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖s的電路。例如，若系統(tǒng)電壓VDD為3V，則如圖2(a)所示，生成以所定的周期交替重復(fù)成為基準(zhǔn)電壓的接地電位(GND)和系統(tǒng)電壓VDD的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖s。定時(shí)脈沖發(fā)生器20的構(gòu)成因與一般的時(shí)鐘發(fā)生電路相同，故省略說(shuō)明。定時(shí)脈沖發(fā)生器20的輸出端子連接于降壓部22及電平移動(dòng)部24的輸入端子TIN2。因此，系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖s供給到降壓部22及電平移動(dòng)部24的輸入端子。
降壓部22具有與現(xiàn)有的降壓電路相同的構(gòu)成，由在半導(dǎo)體基板上形成的主要部分30及連接于該主要部分的電容器C1～C4構(gòu)成。主要部分30與電容器C1～C4一起構(gòu)成充電泵電路。
具體說(shuō)明本實(shí)施方式的主要部分30的構(gòu)成。施加成為降壓基準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓端子，通過(guò)開關(guān)元件Tr1的源漏極間連接到外部端子T1。外部端子T1和開關(guān)元件Tr1之間的連接部通過(guò)開關(guān)元件Tr2的源漏極問(wèn)連接到外部端子T2。外部端子T2和開關(guān)元件Tr2之間的連接部通過(guò)開關(guān)元件Tr3的源漏極間連接到外部端子T3。外部端子T3和開關(guān)元件Tr3的連接部連接到穩(wěn)壓器32的輸入端子。穩(wěn)壓器32的輸出端子即降壓部22的輸出端子連接到外部端子T4。另一方面，降壓部22的輸入端子連接到緩沖器元件34及反相元件36的輸入端子。緩沖器元件34的輸出端子連接到外部端子Tx1，反相元件34的輸出端子連接到外部端子Tx2。
在主要部分30的外部端子T1～T4及Tx1、Tx2上連接電容器C1～C4。電容器C1連接外部端子T1和Tx1。電容器C2連接外部端子T2和Tx2。電容器C3的一端連接外部端子T2、另一端接地。電容器C4的一端連接外部端子T4，另一端接地。此外，基準(zhǔn)電壓端子接地，定時(shí)脈沖發(fā)生器20的輸出端子連接輸入端子。電容器C1～C4的電容值最好根據(jù)連接于外部端子T4的負(fù)荷電容及必要的響應(yīng)時(shí)間等決定。
從定時(shí)脈沖發(fā)生器20將0～3V的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖s輸入降壓部22的輸入端子，通過(guò)切換開關(guān)元件Tr1～Tr2，從而如圖2(b)所示，可降壓系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖s。即，在外部端子T1上可得到接地電位(GND)和約-3V的電壓交替輸出的脈沖狀電位V1。在外部端子T2上可得到約-3V和約-6V交替輸出的脈沖狀電位V2。而在外部端子T3上可得到約-6V的恒定電位V3。該電位V3輸入穩(wěn)壓器32內(nèi)。其結(jié)果，作為穩(wěn)壓器32的輸出，向外部端子T4輸出約-4V的電壓V4。
電平移動(dòng)部24構(gòu)成為包括形成于半導(dǎo)體基板上的電平移動(dòng)電路。電平移動(dòng)電路可構(gòu)成為圖3所示的電路。而且，電平移動(dòng)電路不限于上述構(gòu)成。
輸入端子TIN1在連接到第1導(dǎo)電型晶體管Tra的柵極的同時(shí)，連接到反相元件38的輸入端子。反相元件38的輸出端子連接于第1導(dǎo)電型晶體管Trb的柵極。此外，系統(tǒng)電壓VDD輸入到晶體管Tra及Trb的源極。而且，晶體管Tra及晶體管Trb的漏極在分別連接到第2導(dǎo)電型晶體管Trc及晶體管Trd的漏極的同時(shí)，分別連接到晶體管Trc及晶體管Trd的柵極。此外，輸入端子TIN2連接到晶體管Trc及Trd的源極。而且，從晶體管Trb的源極引出輸出端子T0。
在這樣的電平移動(dòng)電路中，從定時(shí)脈沖發(fā)生器20將系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖s輸入至輸入端子TIN1，通過(guò)將來(lái)自降壓部22的輸出電壓V4輸入到輸入端子TIN2，如圖2(c)所示，而從輸出端子T0輸出具有比系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖s的電位差還大的電位差的脈沖信號(hào)V0、即輸入至輸入端子TIN2的電壓V4和系統(tǒng)電壓VDD交替重復(fù)的脈沖信號(hào)V0。即，在本實(shí)施方式中交替重復(fù)輸出-4V和3V。
升壓部26構(gòu)成為包括形成于半導(dǎo)體基板上的主要部分40及連接該主要部分的電容器C5～C7。主要部分40與電容器C5～C7一起構(gòu)成充電泵電路。在前級(jí)配備降壓部22，通過(guò)利用電平移動(dòng)電路得到比系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖s的導(dǎo)通電壓和切斷電壓之間的電位差還大的脈沖信號(hào)V0，比原來(lái)減少升壓部26的充電泵電路的級(jí)數(shù)。
具體說(shuō)明本實(shí)施方式的主要部分40的構(gòu)成。施加成為升壓基準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓端子，通過(guò)開關(guān)元件Tr5的源漏極間連接到外部端子T5。外部端子T5和開關(guān)元件Tr5之間的連接部通過(guò)開關(guān)元件Tr6的源漏極間連接到外部端子T6。外部端子T6和開關(guān)元件Tr6之間的連接部連接到穩(wěn)壓器42的輸入端子。穩(wěn)壓器42的輸出端子、即升壓部26的輸出端子連接到外部端子T7。另一方面，升壓部26的輸入端子連接到緩沖器元件44的輸入端子。緩沖器元件44的輸出端子連接到外部端子Tx5。
電容器C5～C7連接主要部分40的外部端子T5～T7及Tx5。電容器C5連接外部端子T5和Tx5。電容器C6的一端連接外部端子T6，另一端接地。電容器C7的一端連接外部端子T7，另一端接地。此外，系統(tǒng)電壓VDD輸入到基準(zhǔn)電壓端子；來(lái)自電平移動(dòng)部24的輸出被輸入到輸入端子。電容器C5～C7的電容值最好根據(jù)連接于外部端子T7的負(fù)荷容量及必要的響應(yīng)時(shí)間等決定。
在升壓部26中，通過(guò)切換開關(guān)元件Tr5～Tr7，如圖2(d)所示，從而升壓電平移動(dòng)部24的脈沖信號(hào)V0。即，在外部端子T5上，出現(xiàn)在成為基準(zhǔn)的系統(tǒng)電壓VDD上疊加來(lái)自電平移動(dòng)部24的脈沖信號(hào)V0的電壓V5，就是+3V和+10V交替重復(fù)的電壓V5。接著，在外部端子T6上出現(xiàn)將電壓V5平滑化后的約+10V的電壓V6，由穩(wěn)壓器42降壓電壓V6，輸出約+7V的電壓V7。
如上所述，采用本實(shí)施方式的升降壓電路，可由降壓部22得到約一4V的輸出電壓，及可由升壓部26得到約+7V的輸出電壓。
本實(shí)施方式的升降壓電路的定時(shí)脈沖發(fā)生器20、降壓部22的主要部分30、電平移動(dòng)部24、以及升壓部26的主要部分40形成在同一半導(dǎo)體基板上，可構(gòu)成為1個(gè)半導(dǎo)體元件。
在本實(shí)施方式的升降壓電路中，通過(guò)將來(lái)自降壓部22的輸出輸入到電平移動(dòng)部24，從而可使升壓部26的充電泵電路的級(jí)數(shù)比原來(lái)少。這樣，通過(guò)減少充電泵電路的級(jí)數(shù)，從而還可減少外接于升壓部26的電容器數(shù)。新加上的電平移動(dòng)部24的占有面積比所減少的電容器配置面積還小，還可減少引出用于連接電容器的外部端子的焊盤電極的占有面積，故與原來(lái)相比，可小型化升降壓電路。
而且，由于外接的電容器數(shù)變少，故可簡(jiǎn)化制造時(shí)的工序，可提高升降壓電路的可靠性。
此外，在本實(shí)施方式中，在前級(jí)配置了降壓部22，在后級(jí)配置了升壓部26，但并不限于此。即，如圖4所示，也可為在前級(jí)配置升壓部52，在電平移動(dòng)部54變換升壓部52的輸出，用后級(jí)的降壓部56對(duì)來(lái)自電平移動(dòng)部54的輸出進(jìn)行降壓的構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種升降壓電路，其特征在于，包括接受基準(zhǔn)電壓和不同于所述基準(zhǔn)電壓的第1電壓交替重復(fù)的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖，利用所述基準(zhǔn)電壓和所述第1電壓的電位差，輸出比所述基準(zhǔn)電壓還低的第2電壓的降壓部；接受所述系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖和從所述降壓部輸出的第2電壓，輸出具有比所述基準(zhǔn)電壓和所述第1電壓的電位差還大的電位差的脈沖的電平移動(dòng)部；和接受從所述電平移動(dòng)部輸出的脈沖，輸出比所述基準(zhǔn)電壓還高的第3電壓的升壓部。
2.一種升降壓電路，其特征在于，包括接受基準(zhǔn)電壓和不同于所述基準(zhǔn)電壓不同的第1電壓交替重復(fù)的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖，利用所述基準(zhǔn)電壓和所述第1電壓的電位差，輸出比所述基準(zhǔn)電壓還高的第2電壓的升壓部；接受所述系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖和從所述升壓部輸出的第2電壓，輸出具有比所述基準(zhǔn)電壓和上述第1電壓的電位差還大的電位差的脈沖的電平移動(dòng)部；和接受從所述電平移動(dòng)部輸出的脈沖，輸出比所述基準(zhǔn)電壓還低的第3電壓的降壓部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的升降壓電路，其特征在于，所述降壓部或所述升壓部包含充電泵電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的升降壓電路，其特征在于，所述降壓部或所述升壓部所包含的充電泵電路的一部分形成于半導(dǎo)體基板上，構(gòu)成所述充電電路的至少1個(gè)電容器連接于所述半導(dǎo)體基板的外部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可簡(jiǎn)化電路構(gòu)成的升降壓電路。可由具有以下部分的升降壓電路解決上述課題接受基準(zhǔn)電壓(GND)和系統(tǒng)電壓V
文檔編號(hào)G05F1/40GK1716740SQ20051007943
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者谷本孝司 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社