專利名稱：半導體集成電路和包括該電路的電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體集成電路和包括該電路的電子設備。具體地， 本發(fā)明涉及一種使用電荷泵向負載提供電壓的半導體集成電路以及包 括該電路的電子設備。
背景技術：
一般而言，在使用電荷泵的半導體集成電路中設置有調(diào)節(jié)器，用 于根據(jù)電荷泵的輸出電壓來改變電荷泵的輸入電壓，以將電荷泵的輸 出電壓保持在規(guī)定電壓。
在使用電荷泵的常規(guī)半導體集成電路中，當緊接在半導體電路的 上電之后開始向負載提供電流時，大電流瞬時流向負載，引起電路故 障。
為了解決這種問題，例如，日本專利公開No. 2005-33865 (專利 文獻1)公開了一種半導體集成電路，其中通過感測電阻器和電流檢 測電路檢測流向電荷泵輸出端子的電流，并設置限流電路，以保持大 約為輸出電流兩倍的輸入電流在電荷泵電路的輸入端子處流動，從而 使電流恒定，抑制峰值電流以防止噪聲產(chǎn)生，并防止連接到與電荷泵 相同的輸入電源的其他電路發(fā)生故障。
然而，在專利文獻l中描述的半導體集成電路中，因為感測電阻 器設置在電荷泵與輸出端子之間，所以半導體集成電路的輸出電壓根 據(jù)輸出電流而降低。因此，有必要將電荷泵的輸出電壓升高由感測電 阻器所降低的電壓量，這導致半導體集成電路功耗不希望地增大。當 動態(tài)負載與半導體集成電路的輸出連接時，g卩，當流經(jīng)負載的電流變 化時，由于感測電阻器設置在電荷泵與輸出端子之間，所以半導體集 成電路的輸出電壓波動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以降低功耗并穩(wěn)定輸出的半導體集成 電路，并提供一種包括該電路的電子設備。
根據(jù)本發(fā)明的方面，本發(fā)明提供了一種半導體集成電路，包括 電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負載輸出提升后的電壓；以及電荷 泵控制電路，用于根據(jù)電荷泵的輸出電壓向電荷泵輸出電壓，并根據(jù) 電荷泵的輸出電壓確定要輸出至電荷泵的電流的上限值。
優(yōu)選地，電荷泵控制電路包括比較器，用于將電荷泵的輸出電 壓與規(guī)定電壓相比較，并輸出表示比較結(jié)果的信號；以及調(diào)節(jié)器，用 于根據(jù)從比較器接收的信號，確定要輸出至電荷泵的電流的上限值； 其中比較器具有遲滯特性。
優(yōu)選地，負載是LED。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種包括半導體集成電路的電子設 備，其中半導體集成電路包括電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負 載輸出提升后的電壓；以及電荷泵控制電路，用于根據(jù)電荷泵的輸出 電壓向電荷泵輸出電壓，并根據(jù)電荷泵的輸出電壓確定要輸出至電荷 泵的電流的上限值。
本發(fā)明降低功耗，并穩(wěn)定輸出。
結(jié)合附圖，本發(fā)明的前述和其他目的、特征、方面和優(yōu)點將從以 下對本發(fā)明的詳細描述中更加明顯。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的電子設備的配置。 圖2示出了當通過PWM方法驅(qū)動LED21時電子設備201的電壓波 形圖。
具體實施例方式
下面，參考附圖描述本發(fā)明的實施例。附圖中，相同的附圖標記 表示相同或相應的部分，并不再重復對其的描述。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的電子設備的配置。參照圖1，電
子設備201包括半導體集成電路101、電容器C1到C3、 LED (發(fā)光二 極管)21、電阻器R3、 P麗(脈沖寬度調(diào)制)控制電路22和開關SW1。 半導體集成電路101包括電荷泵1和電荷泵控制電路11。電荷泵控制 電路11包括調(diào)節(jié)器2、比較器3和電阻器R1和R2。
電荷泵1提升輸入電壓，并將提升后的電壓輸出至作為負載的LED 21。電容器C3對電荷泵1的輸出電壓進行平滑。
電荷泵控制電路11根據(jù)電荷泵1的輸出電壓向電荷泵1輸出電 壓，以將電荷泵1的輸出電壓保持在規(guī)定電壓。更具體地，調(diào)節(jié)器2 將電荷泵1的輸出龜壓與規(guī)定電壓VREF1相比較，并確定要輸出至電 荷泵1的電壓，以使這兩個電壓彼此相等。通過電阻器R1和R2檢測 電荷泵1的輸出電壓。
電荷泵控制電路11根據(jù)電荷泵1的輸出電壓，確定要輸出至電荷 泵l的電流的上限值。具體地，比較器3將電荷泵1的輸出電壓與規(guī) 定電壓VREF2相比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平信號。例 如，當電荷泵1的輸出電壓低于規(guī)定電壓VREF2時，比較器3輸出低 電平信號，而當電荷泵l的輸出電壓不低于規(guī)定電壓VREF2時，比較 器3輸出高電平信號。
調(diào)節(jié)器2根據(jù)從比較器3接收的信號，確定要輸出至電荷泵1的 電流的上限值。例如，調(diào)節(jié)器2在接收到來自電荷泵1的低電平信號 時，設置要輸出至電荷泵l的電流的規(guī)定上限值，而在接收到高電平 信號時，取消該上限值的設置。
調(diào)節(jié)器2可以具有如下配置當接收到來自電荷泵1的低電平信 號時，對要輸出至電荷泵l的電流設置第一上限值，而當接收到高電 平信號時，設置比第一上限值高的第二上限值。
開關SW1根據(jù)從P麗控制電路22接收的P而信號，在是否向LED 21提供來自電荷泵1的電壓之間進行切換。
PWM控制電路1利用P麗方法，控制開關SW1并周期性地向LED 21 提供來自電荷泵l的電壓，從而調(diào)整LED 21的亮度。
圖2示出了當根據(jù)P麗方法驅(qū)動LED 21時電子設備201中的電壓 波形圖。這里，P麗表示由P麗控制電路22輸出的P麗信號，V0UT 表示電荷泵l的輸出電壓，Iin表示從電源電勢VBAT流向調(diào)節(jié)器2的 電流。此外，虛線表示在未限制電流的常規(guī)電子設備中觀察到的電壓 波形，實線表示在限制電流的電子設備101中觀察到的電壓波形。
參照圖2，當P麗信號從低電平向高電平轉(zhuǎn)換時，電壓V0UT逐漸 升高。這里，如果未限制電流，則電流Iin如虛線所示地突然增大至 電流值II。
另一方面，在電子設備101中，因為電荷泵1的輸出電壓低于規(guī) 定電壓VREF2,所以在緊接在PWM信號從低電平向高電平的轉(zhuǎn)換之后 的時間段A中，比較器3輸出低電平信號。當接收到來自電荷泵l的 低電平信號時，調(diào)節(jié)器2將要輸出至電荷泵1的電流上限設置在電流 值12。采用這種設置，例如，可以防止電流Iin在P觀信號升高時突 然增大由C表示的電流量，并可以防止電子設備101發(fā)生故障。
在電荷泵1的輸出電壓達到VREF2或更高的時間段B中，比較器 3輸出高電平信號。在接收到來自電荷泵1的高電平信號時，調(diào)節(jié)器2 取消對要輸出至電荷泵1的電流的限制。然后，電荷泵l的輸出電壓 達到目標電壓值V1。
在專利文獻1所述的半導體集成電路中，通過感測電阻器和電流 檢測電路檢測流經(jīng)電荷泵的輸出端子的電流。具體地，將感測電阻器 設置在電荷泵與輸出端子之間，因此，必須將電荷泵的輸出電壓升高 在感測電阻器處降低的電壓量，這導致了半導體集成電路功耗增大的 問題。此外，當動態(tài)負載與半導體集成電路的輸出連接時，因為感測 電阻器設置在電荷泵與輸出端子之間，所以出現(xiàn)了半導體集成電路的 輸出電壓變化的問題。但是，根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體集成電路構(gòu) 造為不檢測電荷泵的輸出電流，并且電荷泵控制電路11根據(jù)電荷泵1 的輸出電壓，確定要輸出至電荷泵l的電流的上限。具體地，根據(jù)本 發(fā)明實施例的半導體集成電路具有電荷泵與輸出端子之間未設置感測 電阻器的結(jié)構(gòu)。因此，不必將電荷泵的輸出電壓升高在感測電阻器處 降低的電壓量。此外，即使當動態(tài)負載與半導體集成電路的輸出連接
時，也可以防止半導體集成電路輸出電壓的波動。因此，在根據(jù)本發(fā) 明實施例的半導體集成電路中，可以降低功耗，并穩(wěn)定輸出。
比較器3可以具有遲滯特性的結(jié)構(gòu)。具體地，比較器3具有規(guī)定 電壓VREF2作為第一閾值，并具有小于規(guī)定電壓VREF2的規(guī)定電壓 VREF3作為第二閾值。比較器3使用第一閾值作為將輸出信號從低電 平改變到高電平的閾值，并使用第二閾值作為將輸出信號從高電平改 變到低電平的閾值。
采用這種結(jié)構(gòu)，即使當動態(tài)負載與半導體集成電路101的輸出連 接時，或者當電荷泵l的輸出電壓因為噪聲等波動時，也可以防止調(diào) 節(jié)器2在較短時間段中重復地設置和取消對輸出電流的限制，從而可 以實現(xiàn)穩(wěn)定輸出。
雖然具體描述并示出了本發(fā)明，但是應該清楚明白，以上描述只 是作為示例，而不應該理解為對本發(fā)明有所限制，本發(fā)明的精神和范 圍僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種半導體集成電路，包括電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負載輸出所述提升后的電壓；以及電荷泵控制電路，用于根據(jù)所述電荷泵的輸出電壓向所述電荷泵輸出電壓，并根據(jù)所述電荷泵的輸出電壓確定要輸出至所述電荷泵的電流的上限值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導體集成電路，其中 所述電荷泵控制電路包括比較器，用于將所述電荷泵的輸出電壓與規(guī)定電壓相比較，并輸出 表示所述比較結(jié)果的信號；以及調(diào)節(jié)器，用于根據(jù)從所述比較器接收的信號，確定要輸出至所述電 荷泵的電流的上限值，其中所述比較器具有遲滯特性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導體集成電路，其中 所述負載是LED。
4. 一種電子設備，包括 半導體集成電路，其中所述半導體集成電路包括電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負載輸出所述提升后的電壓；以及電荷泵控制電路，用于根據(jù)所述電荷泵的輸出電壓向所述電荷泵輸 出電壓，并根據(jù)所述電荷泵的輸出電壓確定要輸出至所述電荷泵的電流 的上限值。
全文摘要
一種半導體集成電路包括電荷泵，用于提升輸入電壓，并向負載輸出提升后的電壓；以及電荷泵控制電路，用于根據(jù)電荷泵的輸出電壓向電荷泵輸出電壓，并根據(jù)電荷泵的輸出電壓確定要輸出至電荷泵的電流的上限值。
文檔編號G05F1/56GK101114793SQ200710128769
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者小宮邦裕 申請人:羅姆股份有限公司