按照本发明，通过将一个高压PMOS晶体管的P-N结二极管连在负
电荷泵的输出端与一基准电压发生电路之间且将负电荷泵的输出电压
加到一p-型结上而使该P-N结二极管加上反向偏置。当反向偏置达到
结击穿电压时，发生击穿而有电流流过。结果，负电荷泵的输出电压
不再被“泵出”，从而达到饱和。
因此，本发明的目的在于提供一种负电荷泵的输出电压控制电路，
该电路通过将一基准电压加到一N-型结上而使达到所需泵电压电平时
发生击穿，从而克服已有技术中的上述缺点。
为了实现此目的，根据本发明的负电荷泵的输出电压控制电路包
括：第一控制电路，连接在负电荷泵的输入端与输出端之间，以接收
一起动信号；第二控制电路，连在负电荷泵的输出端上；一基准电压
发生电路，与第二控制电路相连接，以按照第二控制电路的输出信号
来产生一基准电压；第三控制电路，与基准电压发生电路相连接，用
以接收第二控制电路的输出信号；一电压控制电路，连到负电荷泵的
输出端上，用以接收第三控制电路的输出信号。
为了更全面了解本发明的特点和目的，以下结合附图对本发明作
更详细的描述。附图中：
参看各附图可更好地理解本发明。图1示出可用于本发明的负电
荷泵的输出电压控制电路中的高压PMOS晶体管的剖面。图1中，标号
1为门区，2和3分别为源区和漏区，4为N-阱，5为向N-阱施加编
置的N+区。
图2示出本发明负电荷泵的输出电压控制电路，以下将结合图3A
至图3D对其作详细描述。
当起动信号X处于高态(图3 A中的时间11)时，其输入端加有该
起动信号X的负电荷泵10被关闭。而其输入端经一反向器G3加有该起
动信号X的第一控制电路40的PMOS晶体管P1则被导通，因此，负电荷
泵10的输出转为高(Vcc)态(图3D中的时间11)。
负电荷泵10的高电位输出由第二控制电路41接收到。另外，第二
控制电路41中的高压PMOS晶体管P3断开。于是，因为负电荷泵10的输
出经过高压PMOS晶体管P2加到节点A上，节点A的电位就转为高态
(图3B中的时间t1)。但是，由于节点A的高态通过反向器G3后被反
向为低态，故第二控制电路41的输出变为低态。第二控制电路41的低
态输出由基准电压发生电路30和第三控制电路42分别接收，然后，基
准电压发生电路30中的一个NMOS晶体管N1断开，于是受多个电阻R1、
R2和R3以及PMOS晶体管P5和P6控制的基准电压不产生。另外，一个
PMOS晶体管P7通过反向器G2也接收第二控制电路41的输出，于是PMOS
晶体管P7也被断开。因此，基准电压发生电路30的输出被截断。还有，
其输入端加有第二控制电路41的低态输出的一个PMOS晶体管P8被导通，
于是因电源电压Vcc经PMOS晶体管P8而加到节点B处，节点B的电位
就变为电压Vcc的高态(图3c中的时间11)，因此第三控制电路42的
输出成为电压Vcc的高态。之后，第三控制电路42的高电位输出和负
电荷泵10的高电位输出由一电压控制电路20接收，结果，第三控制电
路42的高电位输出加到高压PMOS晶体管P4的N-阱上，而负电荷泵10的
高电位输出则加到高压PMOS晶体管P4的源极上。于是，由于高压PMOS
晶体管P4的漏极处于浮态，而其门极接地电位Vss，因此高压PMOS晶
体管P4具有P-N结二极管的结构。结果，负电荷泵10的输出保持在电
压Vcc的高态(图3D中的时间t1)。
另一方面，如果起动信号由高态变为低态(图3A中的时间t2)，
则其输入端加有该起动信号X的第一控制电路40中的高压PMOS晶体管
P1被断开，而负电荷泵10则接通，于是负电荷泵10的输出变为低态。
然后，若负电荷泵10工作而使输出端Y的电位转为-｜Vtp｜(图3D中
的时间t2)，则节点A处的电位经高压PMOS晶体管P3转成低态(图3B
中的时间t2)。因此，由于节点A处的低态通过反向器G1后反向成高
态，第二控制电路41的输出也变为高态。基准电压发生电路30和第三
控制电路42分别接收到第二控制电路41的高电位输出，然后基准电压
发生电路30中的NMOS晶体管N1导通，于是就由多个电阻R1、R2、R3以
及NMOS晶体管N1和PMOS晶体管P5及P6产生基准电压(假定控制基准电
压为3伏)。NMOS晶体管N1接收第二控制电路41的输出信号，多个基
准电阻R1、R2、R3串联在NMOS晶体管N1的漏极与电压电源Vcc之间，
而PMOS晶体管P5和P6则串联在电压电源Vcc与地电位Vss之间。
此外，PMOS晶体管P7也经反向器G2接收第二控制电路41的输出而
导通，因而使基准电压发生电路30的输出可加到第三控制电路42上。
然后，其输入端加有第二控制电路41的高电位输出的PMOS晶体管P8被
断开，结果节点B的电位成为基准电压发生电路30的输出电位(图3C
中的时间t2)。因此，第三控制电路42的输出转为高(3伏)态。之后，
第三控制电路42的高电位输出(3伏)和负电荷泵10的低电位输出分别
被电压控制电路20接收。也就是将第三控制电路42的高电位输出(3伏)
加到高压PMOS晶体管P4的N-阱上，将负电荷泵10的低电位输出加到该
晶体管的源极上。因为高压PMOS晶体管P4的漏极为浮态，而门极接地
电位Vss，因此此晶体管有一P-N结二极管的结构。于是，负电荷泵
10的输出保持在低态。
也就是，当负电荷泵10不工作时，高压PMOS晶体管P4的N-阱保持
在高压Vcc态；而当负电荷泵10工作时，高压PMOS晶体管P4的N-阱接
收来自基准电压发生电路30的输出电压，于是可将负电荷泵10的输出
电压控制在所需要的电压电平上。
另一方面，利用P-型基片上的N-阱进行过程调节时，将结击穿电
压作为元件的一个参数而设定为一给定的电压值。例如，如果将结击
穿出压设定在15伏，并且将负电荷泵的输出电压加到P-型结上使P-N
结二极管能加上反向偏置，于是会出现结的击穿，这时负电荷泵的输
出转为-15伏，结果，该负电荷泵的输出电压可控制在-15伏上，但
是，如果利用基准电压发生电路将+3伏加到N-型结上，则该负电荷泵
输出的电压可控制在-12伏(图3D中的时间t2)。如此，本发明的方
法就能将负电荷泵的输出电压控制在所需的电压电平上。
如上所述，本发明通过在负电荷泵的输出端与基准电压发生电路
之间连接PMOS晶体管，可将负电荷泵的输出电压控制在所需的电压电
平上，因而简化了芯片电路并大大减小了芯片的尺寸。另外，可将受
温度影响的受控制电压的变化减至最小，从而提高了芯片的可靠性。
尽管以上以带有一定特殊性的最佳实施方式对本发明作了说明，
但本领域的技术人员应当理解，该最佳实施方式仅是一个例子，其各
部件结构细节方面的数量变化、组合和安排方式均不脱离本发明的精
神和范围。