具有低启动电压的切换式电源供应器及其开关控制电路的制作方法

本发明涉及一种切换式电源供应器，特别是指一种具有低启动电压的切换式电源供应器。本发明也涉及用于具有低启动电压的切换式电源供应器中的控制电路。

背景技术：

图1的现有技术中，为了使切换式电源供应器1能于较低的输入电压vin下启动，本现有技术采用了可调整临界电压的晶体管fet1做为切换式电源供应器1的功率开关，其中晶体管fet1的本体极于输入电压vin较低时，可偏压于例如高于接地电位，使得晶体管fet1临界电压变低，因而可于输入电压vin较低启动。

图1的现有技术的缺点在于，需对功率开关(晶体管fet1)切换其本体极的偏压。

图2显示另一种现有技术，在输入电压vin较低的情况下，控制器10通过电荷泵105及相关电路将vin泵压至较高的电压，以产生具有较高电压位准的控制信号ctrl，进而控制功率开关11，以实现低输入电压启动。

图2的现有技术的缺点在于，振荡器102、单稳态电路103、相位产生器104、电荷泵105以及开关100、101都需采用具有低临界电压的晶体管，而低临界电压的晶体管通常会需要额外的工艺步骤及光罩，这会提高成本，且在输入电压vin正常(较高)的情况下，这些低临界电压的晶体管会漏电，造成额外的功率损耗。

相较于图1的现有技术，本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器的优点在于，可采用一般临界电压的晶体管做为功率开关，无需切换功率开关的临界电压。相较于图2的现有技术，本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器的优点在于，可彻底防止漏电，且可与其他元件共享光罩与工艺步骤，降低成本。

技术实现要素：

就其中一观点言，本发明提供了一种具有低启动电压的切换式电源供应器，用以将一输入电压转换为一输出电压，包含：一功率级；以及一开关控制电路，耦接于该功率级；其中，该功率级包括：一电感；以及至少一功率开关，耦接于该电感；该开关控制电路用以根据该输入电压，产生一功率开关控制信号，以控制该至少一功率开关而切换该电感对该输入电压、该输出电压以及一接地电位间的耦接关系，以转换该输入电压为该输出电压；该开关控制电路包括：一电源控制开关，用以根据一电源控制信号，而导通或关断该输入电压与一第一输入电压相关信号之间的电连接路径；一第一振荡电路，耦接于该电源控制开关，以该第一输入电压相关信号为电源，用以产生一第一频率信号；一第一电荷泵，耦接于该第一振荡电路，以该第一输入电压相关信号为电源，用以根据该第一频率信号，产生一第二输入电压相关信号，其中该第二输入电压相关信号的电压位准高于该第一输入电压相关信号的电压位准；一第二振荡电路，耦接于该第一电荷泵，以该第二输入电压相关信号为电源，用以产生一第二频率信号；以及一驱动电路，耦接于该第二振荡电路与该功率开关之间，以该第二输入电压相关信号为电源，用以根据该第二频率信号，产生该功率开关控制信号，以控制该功率开关的操作，其中，第二频率信号决定该功率开关控制信号的工作比(dutyratio)；其中，该电源控制开关为一种第一导电型低临界电压晶体管，形成于一半导体基板中；其中，该种第一导电型低临界电压晶体管包括一第二导电型轻掺杂阱区，用以形成该种第一导电型低临界电压晶体管的通道区，且，该半导体基板包括以同一工艺步骤形成的另一第二导电型轻掺杂阱区，用以于该半导体基板中形成一种第二导电型高压晶体管的漂移区。

在一种较佳的实施型态中，于形成该种第一导电型低临界电压晶体管的工艺步骤中，不以一临界电压调整光罩于该第二导电型轻掺杂阱区来定义一第一导电型临界电压调整区域而调整该种第一导电型低临界电压晶体管的临界电压。

在一种较佳的实施型态中，该种第一导电型低临界电压晶体管的临界电压绝对值低于该功率开关的临界电压绝对值。

在一种较佳的实施型态中，该半导体基板包括一种一般临界电压晶体管；其中，该种第一导电型低临界电压晶体管的临界电压绝对值低于该种一般临界电压晶体管的临界电压绝对值。

在一种较佳的实施型态中，该开关控制电路还包含：一缓冲电路，耦接于该第一振荡电路与第一电荷泵之间，用以根据该第一振荡电路所产生的一第一初始频率信号，产生该第一频率信号。

在一种较佳的实施型态中，该具有低启动电压的切换式电源供应器，其特征在于，该半导体基板还包括一种第二导电型低临界电压晶体管，且：(1)该第一振荡电路包括至少一该种第一导电型低临界电压晶体管；(2)该第一振荡电路包括至少一该种第二导电型低临界电压晶体管；(3)该缓冲电路包括至少一该种第一导电型低临界电压晶体管；(4)该缓冲电路包括至少一该种第二导电型低临界电压晶体管；(5)该第一电荷泵包括至少一该种第一导电型低临界电压晶体管；(6)该第一电荷泵包括至少一该种第二导电型低临界电压晶体管；或者(7)上述(1)-(6)中两者以上的组合；其中该种第二导电型低临界电压晶体管形成于该半导体基板中，且以该半导体基板形成该种第二导电型低临界电压晶体管的通道区。

在一种较佳的实施型态中，于形成该种第二导电型低临界电压晶体管的工艺步骤中，不以一第二导电型临界电压调整光罩于该半导体基板来定义一第二导电型临界电压调整区域而调整该种第二导电型低临界电压晶体管的临界电压。

在一种较佳的实施型态中，该第一振荡电路包括：奇数且大于或等于3个非门，以该第一输入电压相关信号为电源，产生该第一频率信号；其中，该奇数个非门形成一环形振荡电路；其中，该奇数个非门中，各自包括一上拉开关以及一下拉开关，其中该上拉开关为该种第一导电型低临界电压晶体管，该下拉开关为该种第二导电型低临界电压晶体管。

在一种较佳的实施型态中，该开关控制电路还包含：一第二电荷泵，耦接于该电源控制开关，用以将该输入电压泵压而产生该电源控制信号，其中该电源控制信号以一超过该输入电压的位准关断该电源控制开关，由此防止该电源控制开关漏电。

在一种较佳的实施型态中，该第二电荷泵将该输入电压泵压至大致上为该输入电压与该输出电压之和，或大致上为该输入电压的2倍，以产生该电源控制信号。

在一种较佳的实施型态中，该半导体基板还包括一种第二导电型可调临界电压晶体管；其中，该第二电荷泵包括：第一泵送开关；以及第二泵送开关，耦接于该第一泵送开关；其中该第一泵送开关与该第二泵送开关设置以将该输入电压泵压而产生该电源控制信号，该第一泵送开关为该种第一导电型低临界电压晶体管，该第二泵送开关为该种第二导电型可调临界电压晶体管，其中该第二泵送开关的本体极调整于一偏压信号，以调整该第二泵送开关的临界电压。

在一种较佳的实施型态中，该开关控制电路还包含：一位准偏移开关，串联耦接于该电源控制开关与该第一输入电压相关信号之间，其中，该位准偏移开关为该种第一导电型低临界电压晶体管；其中，该位准偏移开关用以箝位该电源控制开关的漏极电压，使得该电源控制开关的漏极-栅极电压不大于一电压限值，由此提升该电源控制开关的可靠度(reliability)。

在一种较佳的实施型态中，该开关控制电路，还包含：一操作控制电路，以该输入电压为电源，用以控制该第一振荡电路、该第一电荷泵、该缓冲电路及该第二电荷泵中至少之一的使能、使禁止或操作模式；其中，该操作控制电路包括：至少一逻辑电路，以该输入电压为电源，该至少一逻辑电路具有至少一上拉开关以及至少一下拉开关，其中该上拉开关为该种第一导电型低临界电压晶体管，该下拉开关为该种第二导电型可调临界电压晶体管，其中该下拉开关的本体极调整于该偏压信号，以降低该下拉开关的临界电压。

在一种较佳的实施型态中，该第一导电型为p型，该第二导电型为n型。

在一种较佳的实施型态中，该种第二导电型低临界电压晶体管为一种原生型n型金属氧化物半导体(nativenmos)晶体管。

在一种较佳的实施型态中，该具有低启动电压的切换式电源供应器为一升压型切换式电源供应器，该电感的一端耦接于该输入电压，该功率开关用以切换该电感的另一端于该输出电压与该接地电位之间。

就另一观点言，本发明提供了一种用以控制一具有低启动电压的切换式电源供应器的开关控制电路，其中该具有低启动电压的切换式电源供应器包括：一功率级；以及一开关控制电路，耦接于该功率级；其中，该功率级包括：一电感；以及至少一功率开关，耦接于该电感；其中该开关控制电路用以根据一输入电压，产生一功率开关控制信号，以控制该至少一功率开关而切换该电感对该输入电压、一输出电压以及一接地电位间的耦接关系，以转换该输入电压为该输出电压；该开关控制电路包含：一电源控制开关，用以根据一电源控制信号，而导通或关断该输入电压与一第一输入电压相关信号之间的电连接路径；一第一振荡电路，耦接于该电源控制开关，以该第一输入电压相关信号为电源，用以产生一第一频率信号；一第一电荷泵，耦接于该第一振荡电路，以该第一输入电压相关信号为电源，用以根据该第一频率信号，产生一第二输入电压相关信号，其中该第二输入电压相关信号的电压位准高于该第一输入电压相关信号的电压位准；一第二振荡电路，耦接于该第一电荷泵，以该第二输入电压相关信号为电源，用以产生一第二频率信号；以及一驱动电路，耦接于该第二振荡电路与该功率开关之间，以该第二输入电压相关信号为电源，用以根据该第二频率信号，产生该功率开关控制信号，以控制该功率开关的操作，其中，第二频率信号决定该功率开关控制信号的工作比(dutyratio)；其中，该电源控制开关为一种第一导电型低临界电压晶体管，形成于一半导体基板中；其中，该种第一导电型低临界电压晶体管包括一第二导电型轻掺杂阱区，用以形成该种第一导电型低临界电压晶体管的通道区，且，该半导体基板包括以同一工艺步骤形成的另一第二导电型轻掺杂阱区，用以于该半导体基板中形成一种第二导电型高压晶体管的漂移区。

附图说明

图1显示一种现有技术的切换式电源供应器的示意图。

图2显示另一种现有技术的切换式电源供应器的示意图。

图3显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器的方块图。

图4显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，开关控制电路的一实施例的示意图。

图5显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器的一实施例的示意图。

图6a-6b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，振荡电路的实施例的示意图。

图7a显示一种现有技术的低临界电压晶体管的剖面示意图。

图7b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种第一导电型低临界电压晶体管的一实施例的剖面示意图。

图7c显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种第二导电型高压晶体管的一实施例的剖面示意图。

图7d显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第二导电型高压晶体管的另一实施例的剖面示意图。

图7e显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种一般临界电压晶体管的实施例的剖面示意图。

图7f显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，另一种一般临界电压晶体管的实施例的剖面示意图。

图8a显示一种现有技术的低临界电压晶体管的剖面示意图。

图8b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种第二导电型低临界电压晶体管的实施例的剖面示意图。

图9显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，开关控制电路的一实施例的示意图。

图10a显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第二电荷泵的一实施例的示意图。

图10b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第二电荷泵的另一实施例的示意图。

图11显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第一电荷泵的一实施例的示意图。

图12显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，缓冲电路的一实施例的示意图。

图13a显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种第二导电型可调临界电压晶体管的实施例的剖面示意图。

图13b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第二电荷泵的一实施例的示意图。

图13c显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种第二导电型可调临界电压晶体管的另一实施例的剖面示意图。

图14显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，操作控制电路的一实施例的示意图。

具体实施方式

本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。

图3显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器的方块图(切换式电源供应器100)。切换式电源供应器100用以将输入电压vin转换为输出电压vout，其包含功率级20以及开关控制电路10。其中，功率级20包括互相耦接的电感l以及至少一功率开关(例如图3中所示的sl)。开关控制电路10用以根据输入电压vin，产生功率开关控制信号ds，以控制功率开关sl而切换电感l对输入电压vin、输出电压vout以及接地电位间的耦接关系，以转换输入电压vin为输出电压vout。

在一实施例中，本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器可为升压型切换式电源供应器(例如图3中所示的切换式电源供应器100)，本实施例中，电感l的一端耦接于输入电压vin，下桥的功率开关sl则用以切换电感l的另一端于输出电压vout与接地电位之间。在一实施例中，如图所示，上桥例如可为二极管耦接式的晶体管su。当然，本发明并不限于升压型切换式电源供应器，也可以是其他类型的切换式电源供应器。

图4显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，开关控制电路的一实施例的示意图。在一实施例中，如图所示，开关控制电路10包括电源控制开关p1、第一振荡电路11、第一电荷泵12、第二振荡电路13，以及驱动电路14。

请继续参阅图4，电源控制开关p1用以根据电源控制信号vp1而导通或关断输入电压vin与第一输入电压相关信号vin’之间的电连接路径。第一振荡电路11耦接于电源控制开关p1，以第一输入电压相关信号vin’为电源，用以产生第一频率信号clk1。第一电荷泵12耦接于第一振荡电路11，以第一输入电压相关信号vin’为电源，用以根据第一频率信号clk1产生第二输入电压相关信号vin”，其中第二输入电压相关信号vin”的电压位准高于第一输入电压相关信号vin’的电压位准。就一观点而言，第一电荷泵12根据第一频率信号clk1而操作将第一输入电压相关信号vin’泵压至第二输入电压相关信号vin”，以作为第二振荡电路13及驱动电路14的电源。

请继续参阅图4，第二振荡电路13耦接于第一电荷泵12，以第二输入电压相关信号vin”为电源，用以产生第二频率信号clk2。驱动电路14耦接于第二振荡电路13与功率开关sl之间，以第二输入电压相关信号vin”为电源，用以根据第二频率信号clk2，产生功率开关控制信号ds，以控制功率开关sl的操作。在一实施例中，开关控制电路10用以于输入电压vin较低时，使切换式电源供应器100启动而产生初步的输出电压vout，例如但不限于输入电压vin为1v或以下即可启动切换式电源供应器100，因此，在一实施中，第二频率信号clk2决定驱动电路14所产生的功率开关控制信号ds的工作比(dutyratio)，换言之，在一实施中，开关控制电路10以第二频率信号clk2的工作比(dutyratio)以开回路开关功率级20而转换输入电压vin至输出电压vout，如此可以较低的输入电压vin启动切换式电源供应器100。当然，本发明并不限于以开回路控制方式切换功率级20，在其他实施例中，第二频率信号clk2也可以是闭回路，以反馈控制产生的频率信号。

请同时参阅图4与7b，图7b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种第一导电型低临界电压晶体管的实施例(lvtp)的剖面示意图。在一实施例中，第一导电型为p型。如图4所示，在一实施例中，电源控制开关p1为前述该种第一导电型(例如为p型)低临界电压晶体管lvtp，形成于半导体基板p-sub(图7b，例如为p型基板)中。如图7b所示，该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp包括第二导电型轻掺杂阱区ldnw，用以形成该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp的通道区，详言之，所述第一导电型低临界电压晶体管lvtp的通道区位于栅极21正下方的ldnw区域，在适当的偏压下，栅极21正下方的部分的第二导电型轻掺杂阱区ldnw的载子会反转(亦即由一导电型载子反转为另一导电型载子)而形成通道区。

请参阅图7a，图7a显示一种现有技术的低临界电压晶体管(lttp，例如对应于图2现有技术中的电路所采用的具有低临界电压的晶体管)的剖面示意图，于形成此现有技术的低临界电压晶体管lttp时，需利用临界电压调整光罩于阱区nw来定义临界电压调整区域vti以调整此现有技术的低临界电压晶体管lttp的临界电压。相较于图7a的现有技术的低临界电压晶体管lttp而言，较佳地，在一实施例中，本发明于形成该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp的工艺步骤中，无需利用临界电压调整光罩于第二导电型轻掺杂阱区ldnw来定义第一导电型临界电压调整区域以调整该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp的临界电压，便可形成第一导电型低临界电压晶体管lvtp，由此可降低成本。

请同时参阅图7c与7d，图7c显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种第二导电型高压晶体管的一实施例(hvn)的剖面示意图。图7d显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第二导电型高压晶体管的另一实施例(hvn’)的剖面示意图。在如图7c与7d所示的实施例中，以同一工艺步骤形成第二导电型轻掺杂阱区ldnw于半导体基板p-sub中，分别用以作为第二导电型高压晶体管(hvn或hvn’)的漂移区(亦即，位于hvn或hvn’范围内的ldnw)，同时作为第一导电型低临界电压晶体管lvtp的通道区(亦即，位于lvtp范围内的ldnw)。其中漂移区于通道方向接触第二导电型高压晶体管hvn的漏极25d，由此以形成可操作于高压的晶体管结构，其中该第二导电型轻掺杂阱区ldnw于通道方向将漏极25d与栅极23隔开，且将漏极25d与第一导电型阱区pw(第二导电型高压晶体管hvn或hvn’的通道区位于此)隔开。图7d与图7c的不同之处在于，图7d的第二导电型高压晶体管hvn’的源极还包括了第二导电型阱区nw，在一实施例中，第二导电型阱区nw的掺杂浓度高于第二导电型轻掺杂阱区ldnw，但低于漏极25d的掺杂浓度。需说明的是，第二导电型高压晶体管(hvn或hvn’)的通道区位于栅极23正下方的第一导电型阱区pw。

图7e显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种高临界电压晶体管的实施例的剖面示意图。根据本发明，在一实施例中，半导体基板p-sub还可包括一种第一导电型一般临界电压晶体管nvtp(如图7e所示)及/或一种第二导电型一般临界电压晶体管nvtn(如图7f所示)，需说明的是，此二种晶体管可统称为“一般临界电压晶体管”；其中，前述第一导电型低临界电压晶体管lvtp的临界电压的绝对值低于所述一般临界电压晶体管(nvtp、nvtn)的临界电压绝对值。

举例而言，如图7e所示，第一导电型一般临界电压晶体管nvtp包括第二导电型阱区nw，用以形成该种第一导电型一般临界电压晶体管nvtp的通道区(位于栅极33正下方的nw区域)，其中，第二导电型轻掺杂阱区ldnw的掺杂浓度低于第二导电型阱区nw，因此，第一导电型低临界电压晶体管lvtp的临界电压的绝对值可低于所述该种第一导电型一般临界电压晶体管nvtp的临界电压绝对值。

需说明的是，所述的“低临界电压”，在一实施例中，指绝对值低于0.3v的临界电压，而所述的“一般临界电压”，在一实施例中，指绝对值高于0.6v的临界电压。

在一实施例中，前述如图4中的功率开关sl，可为前述的一般临界电压晶体管(例如第一导电型一般临界电压晶体管nvtp或第二导电型一般临界电压晶体管nvtn)；其中，该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp的临界电压绝对值低于功率开关sl的临界电压绝对值。

请参阅图8b，图8b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，一种第二导电型低临界电压晶体管的实施例的剖面示意图。在一实施例中，半导体基板p-sub包括一种第二导电型低临界电压晶体管lvtn，其中该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn形成于半导体基板p-sub中，且以半导体基板p-sub形成该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn的通道区，详言之，所述该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn的通道区位于栅极63正下方的半导体基板p-sub区域，在适当的偏压下，栅极63正下方的部分的半导体基板p-sub的载子会反转而形成通道区。就一观点而言，该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn为一种原生型n型金属氧化物半导体(nativenmos)晶体管。

图8a显示一种现有技术的低临界电压晶体管(lttn，例如对应于图2现有技术中的电路所采用的具有低临界电压的晶体管)的剖面示意图。于形成此现有技术的低临界电压晶体管lttn时，需利用临界电压调整光罩于阱区pw来定义临界电压调整区域vti以调整此现有技术的低临界电压晶体管lttn的临界电压。相较于图8a的现有技术的低临界电压晶体管lttn而言，较佳地，在一实施例中，本发明于形成该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn的工艺步骤中，无需利用临界电压调整光罩于半导体基板p-sub来定义第二导电型临界电压调整区域以调整该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn的临界电压，便可形成第二导电型低临界电压晶体管lvtn，由此可降低成本。

图6a-6b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第一振荡电路(第一振荡电路11)的实施例的示意图。第一振荡电路11包括奇数个非门，其中该奇数大于或等于3(例如图6a所示，3个非门111、112及113)，以第一输入电压相关信号vin’为电源，产生第一频率信号clk1；其中，奇数个非门(111、112及113)形成环形振荡电路(ringoscillator)；其中，奇数个非门中，各自包括上拉开关(例如图6b所示的p11，p12，p13)以及下拉开关(例如图6b所示的n11，n12，n13)，在一实施例中，上拉开关(p11，p12，p13)为该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp，在一实施例中，下拉开关(n11，n12，n13)为该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn，就一观点言，在一实施例中，第一振荡电路11包括至少一该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp，在一实施例中，第一振荡电路11包括至少一该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn，使得第一振荡电路11可于输入电压vin如前述较低的情况下操作。上述实施方式的环形振荡电路仅为举例，并非限制，在其他实施例中，在本发明的教示下，本领域技术人员可推知，而以其他振荡电路实施。

图11显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第一电荷泵(第一电荷泵12)的一实施例的示意图。在一实施例中，第一电荷泵12包括至少一该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp(如图11的p12)；在一实施例中，第一电荷泵12包括至少一该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn(如图11的n12)，使得第一电荷泵12可于输入电压vin如前述较低的情况下操作。需说明的是，第一电荷泵12的泵压比(即vin”对vin’的比值)，以及所需的对应电荷泵电路，在本发明的教示下，本领域技术人员可依实际需求而选择，在此不予限制。

请回阅图4，由于推动电荷泵12需有较大的驱动力，因此，在一实施例中，开关控制电路10还包含缓冲电路16，耦接于第一振荡电路11与第一电荷泵12之间，用以根据第一振荡电路11所产生的第一初始频率信号pclk1，产生第一频率信号clk1，缓冲电路16可为提高驱动能力的同相或反相缓冲器，实际的电路架构与所需的级数，在本发明的教示下，本领域技术人员可依实际需求而选择，在此不予限制。请参阅图12，图12显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，缓冲电路的一实施例的示意图(缓冲电路16)，就一观点言，在一实施例中，缓冲电路16包括至少一该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp(如图12的p16)；在一实施例中，缓冲电路包括至少一该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn(如图12的n16)，使得缓冲电路16可于输入电压vin如前述较低的情况下操作。

此外，前述各个电路中所包含的该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp及/或该种第二导电型低临界电压晶体管lvtn的数量，可依实际需求组合，使得开关控制电路10可于输入电压vin如前述较低的情况下操作。

图9显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，开关控制电路的一实施例的示意图(仅显示部分电路)。如前所述，一般而言，低临界电压晶体管在栅极-源极电压为0的情况下，通常会有较大的漏电流，为了解决这个问题，如图9所示，在一实施例中，本发明的开关控制电路10还包含第二电荷泵15，第二电荷泵15耦接于电源控制开关p1，用以将输入电压vin泵压而产生电源控制信号vp1，其中电源控制信号vp1以超过输入电压vin的位准关断电源控制开关p1，由此防止电源控制开关p1漏电。在电源控制开关p1为p型(对应于第一导电型)低临界电压晶体管lvtp的实施例中(如图9)，电源控制信号vp1“超过”输入电压vin的位准是指，电源控制信号vp1“高于”输入电压vin的位准，由此关断电源控制开关p1，又同时防止电源控制开关p1漏电。

请继续参阅图9，在一实施例中，本发明的本发明的开关控制电路10还包含位准偏移开关p2，串联耦接于电源控制开关p1与第一输入电压相关信号vin’之间，在一实施例中，位准偏移开关p2为该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp，位准偏移开关p2用以箝位电源控制开关p1的漏极电压，例如通过在位准偏移开关p2的栅极提供箝位偏压，而箝位电源控制开关p1的漏极电压，一实施例中，可以输入电压vin偏压位准偏移开关p2的栅极(如图9)，使得电源控制开关p1的栅极-漏极电压(vgd_p1)不大于一电压限值，由此提升电源控制开关p1的可靠度(reliability)，本实施例中，电源控制开关p1的漏极电压可被大致上箝位于输入电压vin加上位准偏移开关p2的临界电压。

图10a-10b显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，第二电荷泵的实施例的示意图。在一实施例中，第二电荷泵15根据输入电压vin与输出电压vout而将输入电压vin泵压，使得电源控制信号vp1高于输入电压vin的位准，具体而言，在一实施例中，第二电荷泵15将输入电压vin泵压至大致上为输入电压vin与输出电压vout之和(图10a)，以产生电源控制信号vp1。在一实施例中，第二电荷泵15根据输入电压vin而将输入电压vin泵压，使得电源控制信号vp1高于输入电压vin的位准，具体而言，在一实施例中，第二电荷泵15将输入电压vin泵压至大致上为输入电压vin的2倍(图10b)，以产生电源控制信号vp1。

需说明的是：因电路零件的本身的寄生效应或是零件间相互的匹配不一定为理想，因此，虽然欲使第二电荷泵15将输入电压vin泵压为输入电压vin与输出电压vout之和，或泵压为输入电压vin的2倍，但实际产生的泵压输出电压可能并不是准确的输入电压vin与输出电压vout之和，或输入电压vin的2倍，而仅是接近上述目标值，亦即，根据本发明，可接受由于电路的不理想性而造成泵压输出电压具有一定程度的误差，此即前述使第二电荷泵15将输入电压vin泵压至“大致上”为输入电压vin与输出电压vout之和，或泵压至“大致上”为输入电压vin的2倍之意，本文中其他提到“大致上”之处亦同。

另一方面，低临界电压的晶体管，在输入电压vin较高的情况下，其漏电也会较大，因此，开关控制电路10的部分电路需可以适应性地改变其临界电压。请参阅图13a-13c，在一实施例中，半导体基板p-sub还包括一种第二导电型可调临界电压晶体管(例如图13a、13c所示的第二导电型可调临界电压晶体管vvtn)。在一实施例中，如图13b所示，第二电荷泵15包括互相耦接的第一泵送开关p15以及第二泵送开关n15，其中第一泵送开关p15与第二泵送开关n15设置以将输入电压vin泵压而产生电源控制信号vp1，其详细的电路设置细节，在本发明的教示下，本领域技术人员可依实际需求而选择，在此不予限制。在一实施例中，第一泵送开关p15为该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp，第二泵送开关n15为该种第二导电型可调临界电压晶体管vvtn，其中第二泵送开关n15的本体极偏压(或调整)于偏压信号vsb，以调整第二泵送开关n15的临界电压。在一实施例中，调整偏压信号vsb使其高于第二泵送开关n15的源极电压可降低第二泵送开关n15的临界电压，以利于在较低的输入电压vin下操作。

如图13a所示，在一实施例中，第二导电型可调临界电压晶体管vvtn不包括原生型n型金属氧化物半导体(nativenmos)晶体管，在一实施例中，第二导电型可调临界电压晶体管vvtn可形成于第一导电型阱区pw中，其中第一导电型阱区pw形成于半导体基板p-sub中，在一实施例中，第一导电型阱区pw可以通过第二导电型的阱区nw、深阱区或埋入层nbl来包覆第一导电型阱区pw(例如图13c)，使第一导电型阱区pw不接触半导体基板p-sub，当然，在其他实施中，也可省略前述的包覆，而使第一导电型阱区pw接触半导体基板p-sub(例如图13a)。或者，在其他实施例中，半导体基板也可为n型，在此情况下，也无需前述的包覆。在一实施例中，当其本体极(即第一导电型阱区pw)直接电连接于其源极时，可对应为前述的一般临界电压晶体管。在一实施例中，如图13a、13c所示，偏压信号vsb可通过本体极76对第一导电型阱区pw进行偏压。在一实施例中，偏压信号vsb可由偏压电路153产生。

当电源控制信号vp1关断电源控制开关p1时，第一输入电压相关信号vin’及第二输入电压相关信号vin”都已不供电，因此，以第一输入电压相关信号vin’或第二输入电压相关信号vin”为电源的电路，也不会漏电。

请同时参阅图4与图14，图14显示本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器中，操作控制电路的一实施例的示意图。在一实施例中，本发明的具有低启动电压的切换式电源供应器(例如图4的切换式电源供应器100)还包含操作控制电路18，操作控制电路18以输入电压vin为电源，产生操作信号s1、s2，其中，操作信号s1、s2用以控制第一振荡电路11、第一电荷泵12、缓冲电路16及第二电荷泵15中至少之一的使能、使禁止或操作模式。其中所述的操作模式例如决定第二电荷泵15的泵送电压的位准，或决定电源控制开关p1的导通或关断等(例如根据s2)。在一实施例中，如图4所示，操作控制电路18包括至少一逻辑电路(例如图14所示的逻辑电路180)，以输入电压vin为电源，逻辑电路180具有至少一上拉开关(例如图14所示的上拉开关p18)以及至少一下拉开关(例如图14所示的下拉开关n18)，在一实施例中，上拉开关p18为该种第一导电型低临界电压晶体管lvtp，在一实施例中，下拉开关n18为该种第二导电型可调临界电压晶体管，其中下拉开关n18的本体极偏压(或调整)于偏压信号vsb，以调整下拉开关n18的临界电压。在一实施例中，调整偏压信号vsb使其高于下拉开关n18的源极电压可降低下拉开关n18的临界电压。在一实施例中，逻辑电路180与前述第二电荷泵15的偏压电路可共享，也就是说，可采用偏压电路153所产生的偏压信号vsb以偏压下拉开关n18的本体极。在一实施例中，逻辑电路180也可包括独立的偏压电路183(图14)，用以产生偏压信号vsb以偏压下拉开关n18的本体极。

以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成也可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，举例而言，本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该信号的本身，也包含于必要时，将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。