TW201839538A - 電壓系統及其操作之方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種電壓系統以及其操作之方法。該電壓系統提供一幫浦電壓，該幫浦電壓做為記憶體裝置之電子元件的供應電壓。該電壓系統包括一第一幫浦裝置和一第二幫浦裝置。該第二幫浦裝置經配置為一備用幫浦裝置。當該電源電壓之一電壓位準大於一參考電壓位準時，由該第一幫浦裝置提供該電源電壓，不由該第二幫浦裝置提供。當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，則該第一幫浦裝置與該第二幫浦裝置一起提供該電源電壓。

Description

電壓系統及其操作之方法

本揭露係關於一種電壓系統，尤其係指一電壓系統，係提供一幫浦電壓用以作為一記憶體裝置之電子零件之供應電壓，以及其操作方法。

電壓調節器一般用於功率輸出應用，其中輸入電壓需要被轉換成輸出電壓，比例範圍從小於1到大於1。 上文之「先前技術」說明僅係提供背景技術，並未承認上文之「先前技術」說明揭示本揭露之標的，不構成本揭露之先前技術，且上文之「先前技術」之任何說明均不應作為本案之任一部分。

本揭露之一實施例中，提供一電壓系統。該電壓系統包括一第一幫浦裝置和一第二幫浦裝置。該第二幫浦裝置經配置為一備用幫浦裝置。當一電源電壓之一電壓位準大於一參考電壓位準時，由該第一幫浦裝置提供該電源電壓，不由該第二幫浦裝置提供。當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，則該第一幫浦裝置與該第二幫浦裝置一起提供該電源電壓。 在本揭露之一些實施例中，該第二幫浦裝置，經配置以接收一信號，以及因應於該接收信號與該第一幫浦裝置一起提供該電源電壓。 在本揭露之一些實施例中，該第一幫浦裝置，經配置以接收該信號，以及因應於該接收信號提供該電源電壓。 在本揭露之一些實施例中，該電壓系統更包括：一開關裝置，經配置以當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，准許該信號傳輸至該第二幫浦裝置。 在本揭露之一些實施例中，該開關裝置還被配置用以比較該電源電壓之該電壓位準與該參考電壓位準。 在本揭露之一些實施例中，該第二幫浦裝置係直接耦合至該開關裝置。 在本揭露之一些實施例中，該信號為一第二信號。該電壓系統更包括：一第一振盪器，經配置以提供該第一幫浦裝置一第一信號，其中該第一幫浦裝置經配置以因應於該第一信號提供該電源電壓；以及一第二振盪器，係獨立於該第一振盪器，且經配置以當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，提供該第二幫浦裝置該第二信號。 在本揭露之一些實施例中，該第二振盪器等同於該第一振盪器，以及由該第一振盪器和該第二振盪器所提供之該第一信號和該第二信號，具有相同頻率。 在本揭露之一些實施例中，由該第二振盪器所提供之該第二信號之頻率不同於由該第一振盪器所提供之該第一信號之頻率。 在本揭露之一些實施例中，由該第二振盪器所提供之該第二信號之頻率大於由該第一振盪器所提供之該第一信號之頻率。 在本揭露之一些實施例中，該電壓系統更包括：一感測裝置，係獨立於該第二振盪器，且經配置以當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，啟動該第二振盪器。 在本揭露之一些實施例中，該感測裝置還配置用以比較該電源電壓之該電壓位準與該參考電壓位準。 在本揭露之一些實施例中，該第二幫浦裝置係直接耦合至該第二振盪器。 在本揭露之一些實施例中，該感測裝置為一第二感測裝置。該電壓系統更包括：一第一感測裝置，經配置以當該電源電壓之位準小於一基準參考電壓位準，啟動該第一振盪器，其中該基準參考電壓位準大於該參考電壓位準。 在本揭露之另一實施例中，提供一電壓系統。該電壓系統包括一振盪器、一第一幫浦裝置以及一第二幫浦裝置。該振盪器經配置以當一電源電壓之一電壓位準小於一參考電壓位準時，提供一信號。該第二幫浦裝置經配置為一備用幫浦裝置。該第二幫浦裝置經配置以接收該信號，以及因應於該接收信號與該第一幫浦裝置一起提供該電源電壓。當該電源電壓之該電壓位準大於該參考電壓位準時，該電源電壓由該第一幫浦裝置提供，不由該第二幫浦裝置提供。 在本揭露之一些實施例中，該第二幫浦裝置直接耦合至該振盪器。 在本揭露之一些實施例中，該電壓系統還包括一感測裝置，經配置以當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，啟動該振盪器。 在本揭露之一些實施例中，該感測裝置還被配置用以比較該電源電壓之該電壓位準與該參考電壓位準。 在本揭露之另一實施例中，提供一操作一電壓系統之方法。該方法包括：由該電壓系統之一第一幫浦裝置，而不使用一第二幫浦裝置，提供該電壓系統之一電源電壓，直到該電源電壓之一電壓位準小於一參考電壓位準；以及當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，該第一幫浦裝置和經配置為備用幫浦裝置之該第二幫浦裝置一起提供該電源電壓。 在本揭露之一些實施例中，該方法還包括：當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，輸入一信號至該第二幫浦裝置，以啟動該第二幫浦裝置。 在本揭露中，通過向第一佈局增加額外的導電層，例如金屬層1，金屬層2或其組合，其中該額外的導電層，係耦合至該第二幫浦裝置，以將該信號傳輸至該第二幫浦裝置，可確保該第二幫浦裝置被用以提供該電源電壓。因此，在該電壓系統中之元件利用率是相對較高的。 此外，在一種情況下，該電源電壓可能急劇下降，例如從約3.0伏(V)急劇下降至約1.5伏(V)，其不僅小於該基準參考電壓位準，而且也小於該參考電壓位準。如此，該第二幫浦裝置被啟動，則該第二幫浦裝置和該第一幫浦裝置一起提供電源電壓。利用該第一幫浦裝置和該第二幫浦裝置來將該電源電壓從一急劇下降位準之大約1.5伏(V)提高回至一期望位準之約3.0伏(V)，需要的時間相對較短。 相對地，於本揭露中之一些比較實施例中，在一種情況下，一電壓系統之一電源電壓可能急遽下降。例如，假設該電源電壓作為一負載之供應電壓。當該負載之操作模式從輕負載模式改變為重負載模式時，該電源電壓可能急劇下降，例如從約3.0伏(V)急遽下降至約1.5伏(V)。在這種情況下，僅使用一第一幫浦裝置來將電源電壓從一急劇下降位準之約1.5伏(V)提高回至一期望位準之約3.0伏(V)，則需要的時間相對較長。 此外，在一比較實施例的情況下，如果僅由該第一幫浦裝置所提供之該電源電壓之電壓位準就足以達到該期望電壓位準的話，就不需要重新設計該電壓系統之佈線。以這種方式，該第二幫浦裝置佈置在系統中卻未被利用，因此在這樣的電壓系統中的元件使用率不高。 上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。

本揭露之以下說明伴隨併入且組成說明書之一部分的圖式，說明本揭露之實施例，然而本揭露並不受限於該實施例。此外，以下的實施例可適當整合以下實施例以完成另一實施例。 「一實施例」、「實施例」、「例示實施例」、「其他實施例」、「另一實施例」等係指本揭露所描述之實施例可包含特定特徵、結構或是特性，然而並非每一實施例必須包含該特定特徵、結構或是特性。再者，重複使用「在實施例中」一語並非必須指相同實施例，然而可為相同實施例。 為了使得本揭露可被完全理解，以下說明提供詳細的步驟與結構。顯然，本揭露的實施不會限制該技藝中的技術人士已知的特定細節。此外，已知的結構與步驟不再詳述，以免不必要地限制本揭露。本揭露的較佳實施例詳述如下。然而，除了實施方式之外，本揭露亦可廣泛實施於其他實施例中。本揭露的範圍不限於實施方式的內容，而是由申請專利範圍定義。 「一實施例」、「實施例」、「例示實施例」、「其他實施例」、「另一實施例」等係指本揭露所描述之實施例可包含特定特徵、結構或是特性，然而並非每一實施例必須包含該特定特徵、結構或是特性。再者，重複使用「在實施例中」一語並非必須指相同實施例，然而可為相同實施例。 為了使得本揭露可被完全理解，以下說明提供詳細的步驟與結構。顯然，本揭露的實施不會限制該技藝中的技術人士已知的特定細節。此外，已知的結構與步驟不再詳述，以免不必要地限制本揭露。本揭露的較佳實施例詳述如下。然而，除了實施方式之外，本揭露亦可廣泛實施於其他實施例中。本揭露的範圍不限於實施方式的內容，而是由申請專利範圍定義。 圖1為根據本揭露之一比較實施例的通過使用金屬選項方法重新設計前之一比較電壓系統10之方塊圖。參考圖1，電壓系統10包括一振盪器100、一幫浦系統110以及一感測裝置120。幫浦系統110包括一第一幫浦裝置112和一第二幫浦裝置114。 振盪器100用以提供一信號CLK至第一幫浦裝置112，藉以啟動第一幫浦裝置112。在一實施例中，信號CLK包括一時脈信號。 第一幫浦裝置112，係因應於信號CLK提供電壓系統10之一電源電壓Vpump。更詳細地說，第一幫浦裝置112，係對耦合至電壓系統10之輸出埠130之一電容器(未繪示)進行充電。為了在此清楚地討論，第一幫浦裝置112，係被視作以及於圖中繪示為單一裝置。然而，第一幫浦裝置112亦可由包括複數個第一幫浦裝置112之組件所替代。在一實施例中，電源電壓Vpump用以作為一記憶體裝置之電子元件之電源電壓，而該記憶體裝置包括電壓系統10。 第二幫浦裝置114經配置以與第一幫浦裝置112具有相同之功能，然而第二幫浦裝置114經配置為一備用幫浦裝置。本用語「備用幫浦裝置」所指的幫浦裝置為，在第一佈局中未耦合至其它裝置(如振盪器100)，然而如果有需要的話，可以在該第一佈局之修訂版本中耦合至其它裝置的幫浦裝置。因為圖1描繪了重新設計前之比較電壓系統10，所以與圖1中所述之方塊圖所相關聯之佈局可被視作第一佈局。更詳細地說，在電壓系統10之第一佈局中，沒有導電層(例如金屬層1、金屬層2或其組合)被設置用以耦合該備用幫浦裝置至其他裝置，例如振盪器100。因此，如圖所示，由於受限於該第一佈局的佈局，信號CLK無法用於第二幫浦裝置114。結果，第二幫浦裝置114維持在一關閉狀態下，因此無法提供電源電壓Vpump。此外，為了在此清楚地討論，第二幫浦裝置114，係被視作且繪示為單一裝置。然而，第二幫浦裝置114亦可由包括複數個第二幫浦裝置114之組件所替代。 感測裝置120用以感測電源電壓Vpump之一電壓位準，以及比較感測電源電壓Vpump之該電壓位準與一基準參考電壓位準Vref0。在一實施例中，基準參考電壓位準Vref0為2.9伏(V)。基於該比較結果，感測裝置120用以啟動或關閉振盪器100。 假若基準參考電壓位準Vref0為2.9伏(V)。在操作中，當電源電壓Vpump之電壓位準為2.8伏(V)時，因小於基準參考電壓位準的2.9伏(V)，所以感測裝置120啟動振盪器100。振盪器100向第一幫浦裝置112提供一信號CLK。第一幫浦裝置112因應於信號CLK因此被啟動，且對電容器充電。結果，是以第一幫浦裝置112來提供電源電壓Vpump。 或者，當電源電壓Vpump之電壓位準為3.0伏(V)時，大於基準參考電壓位準Vref0的2.9伏(V)，因此感測裝置120關閉振盪器100。振盪器100未向第一幫浦裝置112提供信號CLK。第一幫浦裝置112因此關閉，而沒有向電容器充電。結果，第一幫浦裝置112沒有提供電源電壓Vpump。 在一種可能發生的情況中，電壓系統10之電源電壓Vpump可能急遽地下降。例如，假設電源電壓Vpump作為一負載之供應電壓。當該負載之操作模式，從輕負載改變至重負載模式時，電源電壓Vpump可能急遽下降，例如從約3.0伏(V)急遽下降至約1.5伏(V)。在這種情況下，僅使用第一幫浦裝置112來將電源電壓Vpump從急遽下降位準之一約1.5伏(V)提高回至期望位準之一約3.0伏(V)，需要的時間相對較長。 除此之外，在電壓系統10製造為終端產品後，將測試電源電壓Vpump之電壓位準，以檢查確認電源電壓Vpump之電壓位準是否達到一期望電壓位準。如果因為是例如第一幫浦裝置112中的一些裝置失效，而導致電源電壓Vpump之電壓位準沒有達到該期望電壓位準，則需要重新設計電壓系統10之佈局。電壓系統10之重新設計之佈局將細述於圖2中。 圖2為根據本揭露之一比較實施例的通過使用金屬選項方法重新設計後之圖1的比較電壓系統10之方塊圖。圖2所示之方塊圖所關聯之佈局可以被視作是第一佈局之修訂版本。在電壓系統10之重新設計之佈線中，形成一些導電層，例如金屬層1（metal-1），金屬層2（metal-2）或其組合。上述該導電層被用以將備用幫浦裝置(例如第二幫浦裝置114)耦合至振盪器100。參考圖2，如圖所示，利用導電層來將第二幫浦裝置114耦合至振盪器110，信號CLK因此被提供至第二幫浦裝置114。結果，第二幫浦裝置114因應於信號CLK而得以被啟動，因此與第一幫浦裝置112一起提供符合該期望電壓位準的電源電壓Vpump。由於第二幫浦裝置114和第一幫浦裝置112具有一樣相同之功能且可接收信號CLK，所以第二幫浦裝置114在第一幫浦裝置112故障時，可被用以作第一幫浦裝置112之替代裝置。以這種方式，因為有第二幫浦裝置114的加入，可以達到該期望電壓位準。 然而，在如前所述之該種可能發生的情況下，第二幫浦裝置114仍不會用以減少在將該急劇下降電壓位準提高至該期望電壓位準之時間。 此外，參考圖1，如果電源電壓Vpump之電壓位準僅由第一幫浦裝置112提供而無需使用另一幫浦裝置就足以達到該期望電壓位準的話，電壓系統10之佈局就無重新設計之需要。如此一來，參考圖1，第二幫浦裝置114雖被佈置在電壓系統10內，但卻沒有被使用，這種的電壓系統10之元件利用率不高。 圖3為根據本揭露之一實施例的一電壓系統20之方塊圖。參考圖3，電壓系統20相似於繪示於圖1所述之電壓系統10，不同處在於電壓系統20包括一幫浦系統210和一開關裝置200。幫浦系統210包括一第一幫浦裝置212及一第二幫浦裝置214。第一幫浦裝置212和第二幫浦裝置214的一些操作分別與繪示於圖1所述之第一幫浦裝置112和第二幫浦裝置114相同，所以在此省略一些細節之說明。 第一幫浦裝置212用以從振盪器100接收信號CLK，並因應於接收信號CLK以提供電源電壓Vpump。 第二幫浦裝置214經配置為一備用幫浦裝置。然而，與圖1之第二幫浦裝置114不同，其係於需要時在第一佈局之修訂版本(即圖2所示)中經設置用以耦合至振盪器100。然而，在本揭露中之第二幫浦裝置214，在一第一佈局中，被設置用以耦合至開關裝置200，如圖3所示。在一實施例，第二幫浦裝置214，係直接耦合至開關裝置200。因此，在本揭露中，雖然第二幫浦裝置214經配置為一備用幫浦裝置，但第二幫浦裝置214能與第一幫浦裝置212一起提供電源電壓Vpump。 開關裝置200，耦合至第二幫浦裝置214，係用以比較來自感測裝置120之電源電壓Vpump之感測電壓位準與參考電壓位準Vref。此外，開關裝置200基於比較結果確定是否准許信號CLK傳輸至第二幫浦裝置214，從而啟動或關閉第二幫浦裝置214，其可參考圖4與圖5中之詳細描述。在一實施例中，開關裝置200包括一介於振盪器100與第二幫浦裝置214之間作為開關之電晶體。 在一實施例中，該電晶體包括金氧半場效電晶體(metal–oxide–semiconductor field-effect transistor , MOSFET)。在另一實施例中，該電晶體包括能在電壓700伏(V)或其以上操作之高壓金氧半場效電晶體(high voltage MOSFET)。或者，該電晶體包括雙載子接面電晶體(bipolar junction transistors, BJTs)、互補式金氧半場效電晶體(complementary MOS transistors, CMOS transistors)或其類似物。在一個或多個實施例中，該電晶體包括功率場效電晶體(power field-effect transistor, power FET)，例如雙重擴散金氧半場效電晶體(double-diffused metal-oxide-semiconductor transistor, DMOS transistor)。在另一個實施例中，該電晶體包括另一個合適的元件，例如絕緣閘雙極電晶體(insulated-gate bipolar transistor, IGBT)、場效電晶體(field effect transistor, FET)或其類似物。在本實施例中，該電晶體包括一P型金氧半場效電晶體(p-type metal–oxide–semiconductor field-effect transistor, PMOS FET)。在另一實施例中，該電晶體包括N型金氧半場效電晶體(n-type metal–oxide–semiconductor field-effect transistor, NMOS FET)。 在本實施例中，通過向第一佈局添加額外之導電層，例如金屬層1、金屬層2或其組合，其中額外添加之導電層係耦合至第二幫浦裝置214，藉此將信號CLK傳輸至第二幫浦裝置214，可確保第二幫浦裝置214可被用於提供電源電壓Vpump。因此，在電壓系統20之部件利用率相對高。 圖4為根據本揭露之一實施例的繪示於圖3之電壓系統20之一操作之方塊圖。參考圖4，開關裝置200比較從感測裝置120來的電源電壓Vpump之感測電壓位準與參考電壓位準Vef。比較結果指出電源電壓Vpump之感測電壓位準小於參考電壓位準Vef。因此，開關裝置200准許信號CLK通過至第二幫浦裝置214。第二幫浦裝置214接收信號CLK並因應於信號CLK被啟動。如此，第二幫浦裝置214與第一幫浦裝置212一起提供電源電壓Vpump。 如前所述，基準參考電壓位準Vref0大於參考電壓位準Vref。假設基準參考電壓位準Vref0約2.9伏(V)，而參考電壓位準Vref約2.5伏(V)。在一種可能發生的情況下，電源電壓Vpump做為一負載的供應電壓。當該負載之操作模式從輕負載模式改變為重負載模式時，電源電壓Vpump可能急劇下降，例如從約3.0伏(V)急遽下降至約1.5伏(V)，不僅小於基準參考電壓位準Vref0而且也小於參考電壓位準Vref。由於急劇下降位準約1.5伏(V)小於約2.5伏(V)的參考電壓位準Vref，第二幫浦裝置214因而被啟動，使得第二幫浦裝置214與第一幫浦裝置212一起提供電源電壓Vpump。更詳細地說，第一幫浦裝置212和第二幫浦裝置214用以一起對耦合至電壓系統20之輸出埠130之電容器進行充電。因此，在該種可能發生的情況下，藉由第一幫浦裝置212和第二幫浦裝置214兩者將電源電壓Vpump從急劇下降位準之一大約1.5伏(V)提高至期望位準之一約3.0伏(V)，需要之時間相對較短。 圖5為根據本揭露之一實施例的繪示於圖3之電壓系統20之一另一操作之方塊圖。參考圖5，開關裝置200比較從感測裝置120來的電源電壓Vpump之感測電壓位準與參考電壓位準Vef。比較結果指出電源電壓Vpump之感測電壓位準大於參考電壓位準Vef。因此，開關裝置200將阻止信號CLK通過至第二幫浦裝置214。由於第二幫浦裝置214沒有接收信號CLK，所以第二幫浦裝置214不會被啟動。因為第二幫浦裝置214不會提供電源電壓Vpump，如此，第一幫浦裝置212在沒有使用另一幫浦裝置下，提供電源電壓Vpump。 圖6為根據本揭露之一實施例的另一電壓系統40之方塊圖。參考圖6，電壓系統40相似於繪示於圖2中所述之電壓系統20，不同之處在於，例如電壓系統40包括一第二振盪器400以及一第二感測裝置420。再者，為了方便討論，圖1之振盪器100重新命名為第一振盪器100；圖1之信號CLK被重新命名並重新編號為第一信號CLK1；以及感測裝置120被重新命名為第一感測裝置120。 第二振盪器400，係獨立於第一振盪器100且耦合至第二幫浦裝置214，用以提供第二幫浦裝置214一第二信號CLK2。在一實施例中，第二振盪器400直接耦合至第二幫浦裝置214。除此之外，在一實施例，第二振盪器400等同於第一振盪器100，因此第一信號CLK1和第二信號CLK2具有相同之頻率。舉例來說，第二振盪器400之佈局是從第一振盪器100之佈局所複製而來。由於第二振盪器400等同於第一振盪器100，所以利於電路上的設計。在此就不需要重新設計第二振盪器400。在一些實施例中，第一信號CLK1和第二信號CLK2可具有不同之頻率。在另一實施例中，第二信號CLK2的頻率大於第一信號CLK1的頻率；因此，將電源電壓Vpump之下降電壓位準提高至該期望電壓位準，需要的時間相對較短。 在本實施例中，通過對電壓系統40的第一佈局增加額外的導電層，例如金屬層1，金屬層2或其組合，其中額外的導電層係耦合至第二幫浦裝置214，用以將第二信號CLK2傳輸至第二幫浦裝置214，以確保第二幫浦裝置214能被用來提供電源電壓Vpump。因此，電壓系統40中之元件利用率是相對較高的。 圖7為根據本揭露之一實施例的繪示於圖6之電壓系統40之一操作之方塊圖。參考圖7，第二感測裝置420比較電源電壓Vpump之電壓位準與該參考電壓位準Vref。比較結果指出電源電壓Vpump之電壓位準大於該參考電壓位準Vref。第二感測裝置420向第二振盪器400提供一具有一邏輯位準(logic level, LH)之信號Vs，例如高位準邏輯(logical high)，據以啟動第二振盪器400。第二振盪器400向第二幫浦裝置214提供第二信號CLK2。第二幫浦裝置214接收第二信號CLK2，且因應於接收到的第二信號CLL2據以被啟動。如此，第二幫浦裝置214與第一幫浦裝置212一起提供電源電壓Vpump。 在如前所述之該種可能發生的情況下，電源電壓Vpump可能急劇下降，例如從約3.0伏(V)急劇下降至大約1.5伏(V)，這不僅小於基準參考電壓位準Vref0，也小於參考電壓位準Vref。如此，第二幫浦裝置214被啟動，使得第二幫浦裝置214和第一幫浦裝置212一起提供電源電壓Vpump。因此，在這種情況下，藉由同時地使用第一幫浦裝置212與第二幫浦裝置214，將電源電壓Vpump從急劇下降位準之一約1.5伏(V)提高回至期望位準之一約3.0伏(V)，需要的時間相對的較短。 圖8為根據本揭露之一實施例的繪示於圖6之電壓系統40之另一操作之方塊圖。參考圖8，第二感測裝置420比較電源電壓Vpump之電壓位準與參考電壓位準Vref。比較結果指出電源電壓Vpump之電壓位準大於參考電壓位準Vref。因此，第二感測裝置420向第二振盪器400提供一具有第二邏輯位準LL之信號Vs，例如低邏輯位準 (logical low，LL)，繼而關閉第二振盪器400。第二振盪器400不會提供第二信號CLK2至第二幫浦裝置214。即第二幫浦裝置214關閉。因此，第一幫浦裝置212在沒有另一幫浦裝置下提供電源電壓Vpump。 圖9為根據本揭露之一實施例的操作一電壓系統之方法90之流程圖。參考圖9，方法90包括操作500、502以及504。方法90開始於操作500，在操作500中，在沒有使用經配置為備用幫浦裝置之一第二幫浦裝置下，由一第一幫浦裝置提供一電源電壓。例如，參考圖3，電壓系統20之電源電壓Vpump在沒有使用第二幫浦裝置214下，由第一幫浦裝置212所提供。 然後，方法90繼續至操作502，在操作502中，判斷電源電壓之電壓位準是否大於參考電壓位準。如果是，則方法90回到操作500。如果不是，方法90則繼續至操作504，在操作504中，該電源電壓則由第一幫浦裝置與第二幫浦裝置一起提供。在本揭露中，儘管第二幫浦裝置經配置為一備用幫浦裝置，但仍然能與第一幫浦裝置一起用以提供電源電壓。 在本揭露中，通過向第一佈局添加額外的導電層，例如金屬層1、金屬層2或其組合，其中該額外的導電層，係耦合至第二幫浦裝置214，以將信號CLK傳輸至第二幫浦裝置214，可確保該第二幫浦裝置214被使用於提供電源電壓Vpump。因此，在電壓系統20中之元件利用率是相對較高的。 此外，在一種情況下，電源電壓Vpump可能急劇下降，例如從約3.0伏(V)急劇下降至約1.5伏(V)，其不僅小於基準參考電壓位準Vref0，而且也小於參考電壓位準Vref。如此，第二幫浦裝置214被啟動，使得第二幫浦裝置214和第一幫浦裝置212一起用以提供電源電壓Vpump。藉由一同地使用第一幫浦裝置212與第二幫浦裝置214，將電源電壓Vpump從急劇下降位準之一約1.5伏(V)提高回至期望位準之一約3.0伏(V)，需要的時間相對的較短。 相對地，在一些比較實施例中，在一種情況下，電壓系統10之電源電壓Vpump可能急劇下降。例如，假設電源電壓Vpump作為一負載之供應電壓。當該負載之操作模式從輕負載模式改變為重負載模式時，該電源電壓Vpump可能急劇下降，例如從約3.0伏(V)急劇下降至約1.5伏(V)。在這種情況下，僅使用第一幫浦裝置112來將電源電壓Vpump從急劇下降位準之約1.5伏(V)提高回至期望位準之約3.0伏(V)，需要的時間則相對較長。 此外，在這樣的比較實施例中，如果僅由第一幫浦裝置112提供之電源電壓Vpump之電壓位準即足以提供該期望電壓位準，則不需要重新設計電壓系統10之佈局。在這種配置中，參考圖1，第二幫浦裝置114被配置在電壓系統10中但卻沒有被使用，因此在這種的電壓系統10中，元件利用率不高。 本揭露之一實施例中，提供一電壓系統。該電壓系統包括一第一幫浦裝置和一第二幫浦裝置。該第二幫浦裝置經配置為一備用幫浦裝置。當一電源電壓之電壓位準大於一參考電壓位準時，該電源電壓由該第一幫浦裝置提供，不由該第二幫浦裝置提供。當該電源電壓之電壓位準小於一參考電壓位準時，則該第一幫浦裝置與該第二幫浦裝置一起提供該電源電壓。 在本揭露之另一實施例中，提供一電壓系統。該電壓系統包括一振盪器、一第一幫浦裝置以及一第二幫浦裝置。該振盪器經配置以當一電源電壓之電壓位準小於一參考電壓位準時，提供一信號。該第二幫浦裝置經配置為一備用幫浦裝置。該第二幫浦裝置，經配置以接收該信號，以及因應於該接收信號與該第一幫浦裝置一起提供該電源電壓。當該電源電壓之電壓位準大於該參考電壓位準時，該電源電壓由該第一幫浦裝置提供，不由該第二幫浦裝置提供。 在本揭露之另一實施例中，提供一操作一電壓系統之方法。該方法包括：由該電壓系統之一第一幫浦裝置，而不使用一第二幫浦裝置，提供該電壓系統之電源電壓，直到該電源電壓之一電壓位準小於一參考電壓位準；以及當該電源電壓之該電壓位準小於一參考電壓位準時，則該第一幫浦裝置和經配置為一備用幫浦裝置之該第二幫浦裝置一起提供該電源電壓。 雖然已詳述本揭露及其優點，然而應理解可進行各種變化、取代與替代而不脫離申請專利範圍所定義之本揭露的精神與範圍。例如，可用不同的方法實施上述的許多製程，並且以其他製程或其組合替代上述的許多製程。 再者，本申請案的範圍並不受限於說明書中所述之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法與步驟之特定實施例。該技藝之技術人士可自本揭露的揭示內容理解可根據本揭露而使用與本文所述之對應實施例具有相同功能或是達到實質相同結果之現存或是未來發展之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟。據此，此等製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟係包含於本申請案之申請專利範圍內。

10‧‧‧電壓系統

100‧‧‧振盪器

110‧‧‧幫浦系統

112‧‧‧第一幫浦裝置

114‧‧‧第二幫浦裝置

120‧‧‧感測裝置/第一感測裝置

130‧‧‧輸出埠

CLK‧‧‧信號

Vpump‧‧‧電源電壓

Vref0‧‧‧基準參考電壓

20‧‧‧電壓系統

200‧‧‧開關裝置

210‧‧‧幫浦系統

212‧‧‧第一幫浦裝置

214‧‧‧第二幫浦裝置

Vref‧‧‧參考電壓

40‧‧‧電壓系統

400‧‧‧振盪器

420‧‧‧第二感測裝置

CLK1‧‧‧第一信號

CLK2‧‧‧第二信號

320‧‧‧第二感測裝置

Vs(LH)‧‧‧第一邏輯位準

Vs(LL)‧‧‧第二邏輯位準

90‧‧‧方法

500-504‧‧‧操作

參閱實施方式與申請專利範圍合併考量圖式時，可得以更全面了解本申請案之揭示內容，圖式中相同的元件符號係指相同的元件。 圖1為根據本揭露之一比較實施例的通過使用金屬選項方法重新設計前之一比較電壓系統之方塊圖。 圖2為根據本揭露之一比較實施例的通過使用金屬選項方法重新設計後之圖1的比較電壓系統之方塊圖。 圖3為根據本揭露之一實施例的一電壓系統之方塊圖。 圖4為根據本揭露之一實施例的繪示於圖3之電壓系統之一操作之方塊圖。 圖5為根據本揭露之一實施例的繪示於圖3之電壓系統之一另一操作之方塊圖。 圖6為根據本揭露之一實施例的另一電壓系統之方塊圖。 圖7為根據本揭露之一實施例的繪示於圖6之電壓系統之一操作之方塊圖。 圖8為根據本揭露之一實施例的繪示於圖6之電壓系統之另一操作之方塊圖。 圖9為根據本揭露之一實施例的操作一電壓系統之方法之流程圖。

Claims (20)

1. 一種電壓系統，包括： 一第一幫浦裝置；以及 一第二幫浦裝置，經配置為一備用幫浦裝置，其中當一電源電壓之一電壓位準大於一參考電壓位準時，該電源電壓由該第一幫浦裝置提供，不由該第二幫浦裝置提供，以及 其中，當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，則該第一幫浦裝置與該第二幫浦裝置一起提供該電源電壓。
2. 如請求項1所述之電壓系統，其中該第二幫浦裝置經配置以接收一信號，以及因應於該接收信號與該第一幫浦裝置一起提供該電源電壓。
3. 如請求項2所述之電壓系統，其中該第一幫浦裝置經配置以接收該信號，以及因應於該接收信號提供該電源電壓。
4. 如請求項2所述之電壓系統，更包括： 一開關裝置，經配置以當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，准許該信號傳輸至該第二幫浦裝置。
5. 如請求項4所述之電壓系統，其中該開關裝置，還被配置用以比較該電源電壓之該電壓位準與該參考電壓位準。
6. 如請求項4所述之電壓系統，其中該第二幫浦裝置，係直接耦合至該開關裝置。
7. 如請求項2所述之電壓系統，其中該信號為一第二信號，該電壓系統更包括： 一第一振盪器，經配置以提供該第一幫浦裝置一第一信號，其中該第一幫浦裝置，係配置用以因應於該第一信號提供該電源電壓；以及 一第二振盪器，係獨立於該第一振盪器，且經配置以當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，提供該第二幫浦裝置該第二信號。
8. 如請求項7所述之電壓系統，其中該第二振盪器等同於該第一振盪器，以及由該第一振盪器所提供之該第一信號和由該第二振盪器所提供之該第二信號具有相同頻率。
9. 如請求項8所述之電壓系統，其中由該第二振盪器所提供之該第二信號之頻率不同於由該第一振盪器所提供之該第一信號之頻率。
10. 如請求項9所述之電壓系統，其中由該第二振盪器所提供之該第二信號之頻率大於由該第一振盪器所提供之該第一信號之頻率。
11. 如請求項7所述之電壓系統，更包括： 一感測裝置，係獨立於該第二振盪器，且經配置以當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，據以啟動該第二振盪器。
12. 如請求項11所述之電壓系統，其中該感測裝置還被配置用以比較該電源電壓之該電壓位準與該參考電壓位準。
13. 如請求項7所述之電壓系統，其中該第二幫浦裝置直接耦合至該第二振盪器。
14. 如請求項7所述之電壓系統，其中該感測裝置為一第二感測裝置，而該電壓系統還包括： 一第一感測裝置，經配置以當該電源電壓之該電壓位準小於一基準參考電壓位準，據以啟動該第一振盪器，其中該基準參考電壓位準大於該參考電壓位準。
15. 一種電壓系統，包括： 一振盪器，經配置以當一電源電壓之一電壓位準小於一參考電壓位準時，據以提供一信號； 一第一幫浦裝置；以及 一第二幫浦裝置，經配置為一備用幫浦裝置，且經配置以接收該信號，以及因應於該接收信號與該第一幫浦裝置一起提供該電源電壓，其中當該電源電壓之該電壓位準大於該參考電壓位準時，該電源電壓由該第一幫浦裝置提供，不由該第二幫浦裝置提供。
16. 如請求項15所述之電壓系統，其中該第二幫浦裝置直接耦合至該振盪器。
17. 如請求項15所述之電壓系統，更包括： 一感測裝置，係配置用以當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，啟動該振盪器。
18. 如請求項17所述之電壓系統，其中該感測裝置還配置用以比較該電源電壓之該電壓位準與該參考電壓位準。
19. 一種操作一電壓系統之方法，包括： 由該電壓系統之一第一幫浦裝置，而不使用該電壓系統之一第二幫浦裝置，提供該電壓系統之一電源電壓，直到該電源電壓之一電壓位準小於一參考電壓位準；以及 當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，則該第一幫浦裝置與經配置為一備用幫浦裝置之該第二幫浦裝置一起提供該電源電壓。
20. 如請求項19所述之操作該電壓系統之方法，更包括： 當該電源電壓之該電壓位準小於該參考電壓位準時，輸入一信號至該第二幫浦裝置，用以啟動該第二幫浦裝置。