负电荷泵电路制造技术

本公开涉及一种负电荷泵电路，其包括：第一电容器；第一选择器开关；第二选择器开关；以及控制电路，被设计为在第一操作阶段中交替地在第一配置和第二配置中控制第一和第二选择器开关，在第一配置中，第一电容器的第一和第二电极分别链接到第一和第二节点，在第二配置中，第一电容器的第一和第二电极分别链接到第二和第三节点。在第二操作阶段中，控制电路迫使第一选择器开关将第一电容器的第一电极链接到第二节点，并且控制第二选择器开关以交替地将第一电容器的第二电极链接到第二和第三节点。

Negative Charge Pump Circuit

The present disclosure relates to a negative charge pump circuit comprising: a first capacitor; a first selector switch; a second selector switch; and a control circuit designed to alternately control the first and second selector switches in the first and second configurations in the first operation stage, in which the first and second electrodes of the first capacitor are connected to the first and second electrodes, respectively. Nodes, in the second configuration, the first and second electrodes of the first capacitor are connected to the second and third nodes, respectively. In the second operation stage, the control circuit forces the first selector switch to link the first electrode of the first capacitor to the second node, and controls the second selector switch to alternately link the second electrode of the first capacitor to the second and third nodes.

【技术实现步骤摘要】
负电荷泵电路
本申请涉及一种负电荷泵电路，尤其涉及被设计为连接至电容负载的负电荷泵电路。
技术介绍
许多电子设备(例如，集成电路)通过传送固定极性(这里称为正极性)的电压的电功率源来供电。然而，在特定情况下，除了由电源传送的正电压之外，期望具有相反极性的电压，这里称为负极性。为了产生从正电源电压开始的负电压，通常使用负电荷泵电路，也已知为反相电荷泵电路。期望能够至少部分地改进已知负电荷泵电路的特定方面。
技术实现思路
一个实施例提供了一种负电荷泵电路，其包括：第一电容器；第一选择器开关，将第一电容器的第一电极链接到用于施加正电源电位的第一节点或用于施加参考电位的第二节点；以及第二选择器开关，将第一电容器的第二电极链接到第二节点或者用于提供负电源电位的第三节点。控制电路被设计为在第一操作阶段中以第一配置和第二配置交替地控制第一和第二选择器开关，在第一配置中，第一电容器的第一和第二电极分别链接到第一和第二节点，并且在第二配置中，第一电容器的第一电极和第二电极分别链接到第二节点和第三节点。在第二操作阶段中，控制电路迫使第一选择器开关将第一电容器的第一电极链接到第二节点，并控制第二选择器开关，以交替地将第一电容器的第二电极链接到第二节点和第三节点。根据一个实施例，控制电路被设计成以周期性方式交替地重复第一和第二操作阶段，以这种方式，第三节点的电位建立在参考电位与正相对电源电位的相反电位之间的范围内的负值处。根据一个实施例，负电荷泵电路还包括：第二电容器；第三选择器开关，将第二电容器的第一电极链接到第一节点或第二节点；以及第四选择器开关，将第二电容器的第二电极链接到第二节点或第三节点。该控制电路被设计为在第一操作阶段中，与第一和第二选择器开关相位相反地控制第三和第四选择器开关，从而在第一电容器的第一和第二电极分别链接到第一和第二节点时将第二电容器的第一和第二电极分别链接到第二和第三节点，以及在第一电容器的第一和第二电极分别链接到第二和第三节点时将第二电容器的第一电极和第二电极分别链接到第一和第二节点。在第二操作阶段中，控制电路迫使第三选择器开关将第二电容器的第一电极链接到第二节点，并与第二选择器开关相位相反地控制第四选择器开关，从而交替地在第一电容器的第二电极链接到第二节点时将第二电容器的第二电极链接到第三节点，以及在第一电容器的第二电极链接到第三节点时将第二电容器的第二电极链接到第二节点。根据一个实施例，每个选择器开关均包括与第二N沟道MOS晶体管串联的第一P沟道MOS晶体管，第一和第二晶体管的漏极是公共的，并且第一和第二晶体管的栅极是公共的，第一晶体管的源极限定选择器开关的第一导电节点，第二晶体管的源极限定选择器开关的第二导电节点，第一和第二晶体管的漏极限定选择器开关的第三导电节点，以及第一和第二晶体管的栅极限定选择器开关的控制节点。根据一个实施例，控制电路包括用于施加时钟信号的节点和用于施加操作模式选择信号的节点，时钟信号在第一操作阶段中限定用于第一和第二选择器开关的开关频率以及在第二操作阶段中限定用于第二选择器开关的开关频率，并且操作模式选择信号限定第一和第二操作阶段的持续时间。根据一个实施例，控制电路包括第一操作模式选择电路，该第一操作模式选择电路被设计为在操作模式选择信号处于第一状态时向第一选择器开关施加与时钟信号基本相同的控制信号，并且在操作模式选择信号处于第二状态时施加固定控制信号，以迫使第一选择器开关将第一电容器的第一电极链接到第二节点。根据一个实施例，控制电路被设计为向第二选择器开关施加控制信号，该控制信号与时钟信号基本相同，但电压偏移一值，该值基本上等于正电源电位的相反电位的值，而与操作模式选择信号的状态无关。根据一个实施例，控制电路包括第二操作模式选择电路，其被设计为在操作模式选择信号处于第一状态时向第三选择器开关施加与时钟信号互补的控制信号，以及在操作模式选择信号处于第二状态时施加固定控制信号，以迫使第三选择器开关将第二电容器的第一电极链接到第二节点。根据一个实施例，控制电路被设计为向第四选择器开关施加控制信号，该控制信号与互补时钟信号基本相同，但电压偏移一值，该值基本等于正电源电位的相反电位，而与操作模式选择信号的状态无关。一个实施例提供了一种用于控制负电荷泵电路的方法，该负电荷泵电路包括：第一电容器；第一选择器开关，将第一电容器的第一电极链接到用于施加正电源电位的第一节点或用于施加参考电位的第二节点；以及第二选择器开关，将第一电容器的第二电极链接到第二节点或用于提供负电源电位的第三节点。该方法包括：在第一操作阶段中，以第一配置和第二配置交替地控制第一和第二选择器开关，在第一配置中，第一电容器的第一和第二电极分别链接到第一节点和第二节点，在第二配置中，第一电容器的第一电极和第二电极分别链接到第二和第三(Vneg)节点，并且在第二操作阶段中，迫使第一选择器开关将第一电容器的第一电极链接到第二节点，并且控制第二选择器开关，以交替地将第一电容器的第二电极链接到第二节点和第三节点。附图说明这些特征和优点连同其他特征和优点将在下面结合附图的具体但非限制性实施例的描述中呈现，其中：图1是根据本公开的一个实施例的负电荷泵电路的一个示例的简化电路图；图2是根据本公开的另一实施例的负电荷泵电路的一个示例性实施例的简化电路图；以及图3是根据本公开的又一实施例的负电荷泵电路的另一示例性实施例的更详细的电路图。具体实施方式相同的元件在不同的附图中用相同的参考标号表示。为了清楚，仅详细示出对所述实施例的理解有用的元件。特别地，所述负电荷泵电路的各种用途还没有详细说明，所述实施例与负电荷泵电路的全部或大部分已知应用兼容。在本说明书中，术语“连接”将被用来表示直接的电链接，而没有中间电子元件(例如，通过导电轨道)，术语“耦合”或术语“链接”表示直接的电链接(意思是“连接”)或经由一个或多个中间部件(电阻器、电容器等)的链接。除非另有说明，否则表述“近似”、“基本”和“…的等级”表示最接近10％，或优选最接近5％。图1是负电荷泵电路的一个示例的简化电路图。图1中的电路被设计为生成从正电源电压Valim(例如，由电功率源(未示出)提供的DC电压)开始的负电压VLoad。电压Valim被施加在电路的节点Vbat和节点Gnd之间，并且在电路的节点Vneg和节点Gnd之间传送电压Vload。在操作中，节点Gnd处于电路的参考电位，其被认为是固定的，例如等于0V。通过示例，节点Gnd被连接到电路的地。对于其一部分，节点Vbat接收正电源电位，换言之，高于节点Gnd的电位，而节点Vneg提供负电源电位，换言之，低于节点Gnd的电位。在图1中，电容器的电容Cload进一步被示为连接在节点Vneg和Gnd之间，示意性地表示用于接收负电源电压Vload的负载的电容。图1中的电路包括：电容器Cfly1；第一选择器开关SW11，被设计为将电容器Cfly1的第一电极11链接到节点Vbat或节点Gnd；以及第二选择器开关SW12，被设计为将电容器Cfly1的第二电极13链接到节点Gnd或节点Vneg。图1中的电路还包括被设计为控制选择器开关SW11和SW12的控制电路15。更具体地，在该示例中，控制电路15接收时钟信号clk，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负电荷泵电路，包括：第一电容器，包括第一电极和第二电极；第一选择器开关，被配置为将所述第一电容器的第一电极链接到被配置为接收正电源电位的第一节点或者被配置为接收参考电位的第二节点；第二选择器开关，被配置为将所述第一电容器的第二电极链接到所述第二节点或者用于提供负电源电位的第三节点；以及控制电路，被配置为：在第一操作阶段中，在第一配置和第二配置中交替地控制所述第一选择器开关和所述第二选择器开关，在所述第一配置中，所述第一电容器的第一电极和第二电极分别链接到所述第一节点和所述第二节点，在所述第二配置中，所述第一电容器的第一电极和第二电极分别链接到所述第二节点和所述第三节点；并且在第二操作阶段中，迫使所述第一选择器开关将所述第一电容器的第一电极链接到所述第二节点，并且控制所述第二选择器开关以交替地将所述第一电容器的第二电极链接到所述第二节点和所述第三节点。

【技术特征摘要】
2017.06.23 FR 17557641.一种负电荷泵电路，包括：第一电容器，包括第一电极和第二电极；第一选择器开关，被配置为将所述第一电容器的第一电极链接到被配置为接收正电源电位的第一节点或者被配置为接收参考电位的第二节点；第二选择器开关，被配置为将所述第一电容器的第二电极链接到所述第二节点或者用于提供负电源电位的第三节点；以及控制电路，被配置为：在第一操作阶段中，在第一配置和第二配置中交替地控制所述第一选择器开关和所述第二选择器开关，在所述第一配置中，所述第一电容器的第一电极和第二电极分别链接到所述第一节点和所述第二节点，在所述第二配置中，所述第一电容器的第一电极和第二电极分别链接到所述第二节点和所述第三节点；并且在第二操作阶段中，迫使所述第一选择器开关将所述第一电容器的第一电极链接到所述第二节点，并且控制所述第二选择器开关以交替地将所述第一电容器的第二电极链接到所述第二节点和所述第三节点。2.根据权利要求1所述的负电荷泵电路，其中所述控制电路被配置为以周期性方式交替地重复所述第一操作阶段和所述第二操作阶段，从而在所述第三节点上生成具有负值的所述负电源电位，所述负值在所述参考电位和具有与所述正电源电位的幅度相等的幅度的相反负值之间的范围内。3.根据权利要求1所述的负电荷泵电路，还包括：第二电容器，具有第一电极和第二电极；第三选择器开关，被配置为将所述第二电容器的第一电极链接到所述第一节点或所述第二节点；以及第四选择器开关，被配置为将所述第二电容器的第二电极链接到所述第二节点或所述第三节点，其中所述控制电路进一步被配置为：在所述第一操作阶段中，与所述第一选择器开关和所述第二选择器开关相位相反地控制所述第三选择器开关和所述第四选择器开关，从而在所述第一电容器的第一电极和第二电极分别链接到所述第一节点和所述第二节点时，将所述第二电容器的第一电极和第二电极分别链接到所述第二节点和所述第三节点，以及在所述第一电容器的第一电极和第二电极分别链接到所述第二节点和所述第三节点时，将所述第二电容器的第一电极和第二电极分别链接到所述第一节点和所述第二节点；并且在所述第二操作阶段中，迫使所述第三选择器开关将所述第二电容器的第一电极链接到所述第二节点，并且与所述第二选择器开关相位相反地控制所述第四选择器开关，从而交替地在所述第一电容器的第二电极链接到所述第二节点时将所述第二电容器的第二电极链接到所述第三节点，以及在所述第一电容器的第二电极链接到所述第三电极时将所述第二电容器的第二电极链接到所述第二节点。4.根据权利要求1所述的负电荷泵电路，其中每个选择器开关均包括与第二N沟道MOS晶体管串联耦合的第一P沟道MOS晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管的漏极是公共的，并且所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极是公共的，所述第一晶体管的源极限定所述选择器开关的第一导电节点，所述第二晶体管的源极限定所述选择器开关的第二导电节点，所述第一晶体管和所述第二晶体管的漏极限定所述选择器开关的第三导电节点，以及所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极限定所述选择器开关的控制节点。5.根据权利要求1所述的负电荷泵电路，其中所述控制电路还包括被配置为接收时钟信号的节点和被配置为接收操作模式选择信号的节点，所述时钟信号在所述第一操作阶段中限定所述第一选择器开关和所述第二选择器开关的开关频率、以及在所述第二操作阶段中限定所述第二选择器开关的开关频率，并且所述操作模式选择信号限定所述第一操作阶段和所述第二操作阶段的持续时间。6.根据权利要求5所述的负电荷泵电路，其中所述控制电路包括第一操作模式选择电路，所述第一操作模式选择电路被配置为响应于所述操作模式选择信号处于第一状态而向所述第一选择器开关施加与所述时钟信号基本相同的控制信号，并且被配置为响应于所述操作模式选择信号处于第二状态而施加固定控制信号，以迫使所述第一选择器开关将所述第一电容器的第一电极链接到所述第二节点。7.根据权利要求6所述的负电荷泵电路，其中所述控制电路被配置为向所述第二选择器开关施加控制信号，该控制信号与所述时钟信号基本相同但电压偏移一负值，该负值的幅度基本等于所述正电源电位的幅度，而与所述操作模式选择信号的状态无关。8.根据权利要求7所述的负电荷泵电路，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·迪基里奥，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR