一种驱动力可配置的电荷泵电路制造技术

本发明专利技术公开了一种驱动力可配置的电荷泵电路，包括：传输二极管模块，包括m级串联的传输二极管和一个特殊传输二极管，第一级传输二极管的输入端接输入信号，最后一级传输二极管的输出端接该特殊传输二极管的阳极，该特殊传输二极管的阴极为该电荷泵电路的输出；耦合电容模块，连接该传输二极管模块，其包括m组耦合电容阵，通过多级开关控制耦合电容，以实现可配置的耦合电容；时钟驱动模块，连接所述耦合电容模块，其包括2组时钟驱动电路，每组时钟驱动电路由N+1个时钟驱动器和N个时钟开关组成，通过多级时钟开关控制驱动模块工作与否以实现可配置的时钟驱动模块,通过本发明专利技术，实现了一种驱动力可配置的电荷泵电路。

【技术实现步骤摘要】
一种驱动力可配置的电荷泵电路
本专利技术涉及一种电荷泵电路，特别是涉及一种驱动力可配置的电荷泵电路。
技术介绍
图1为现有技术一种电荷泵电路的电路结构示意图。以Dickson电荷泵为例，如图1所示(n＝2k)，其中的M0、M1、…、M2k-2、M2k-1、Mx为N型MOS管，各NMOS管的栅极与其漏极相连组成二极管结构，然后各二极管结构的NMOS管首尾相连，即NMOS管M0的栅极和漏极为输入并连接输入信号Vin，NMOS管M0的源极为第一级输出连接至NMOS管M1的栅极和漏极，NMOS管M1的源极为第二级输出连接至NMOS管M2的栅极和漏极，……，NMOS管M2k-2的源极为第2k-1级输出连接至NMOS管M2k-1的栅极和漏极，NMOS管M2k-1的源极为第2k级输出连接至NMOS管Mx的栅极和漏极，NMOS管Mx的源极为电荷泵电路的输出Vout连接至负载R；Ca0、Cb0、……、Ca(k-1)、Cb(k-1)为耦合电容，耦合电容Ca0、Ca1、……、Ca(k-1)的下端连接至时钟驱动模块Ba的输出端，耦合电容Ca0的上端连接至NMOS管M0的源极，耦合电容Ca1的上端连接至NMOS管M2的源极，……，耦合电容Ca(k-1)的上端连接至NMOS管M2k-2的源极，耦合电容Cb0、Cb1、……、Cb(k-1)的下端连接至时钟驱动模块Bb的输出端，耦合电容Cb0的上端连接至NMOS管M1的源极，耦合电容Cb1的上端连接至NMOS管M3的源极，……，耦合电容Cb(k-1)的上端连接至NMOS管M2k-1的源极，通常它们的电容值一样；Ba、Bb为时钟驱动模块，时钟驱动模块Ba的输出连接至耦合电容Ca0、Ca1、……、Ca(k-1)的下端，时钟驱动模块Bb的输出连接至耦合电容Cb0、Cb1、……、Cb(k-1)的下端,；CKa、CKb为时钟信号，时钟信号CKa连接至时钟驱动模块Ba的输入端，时钟信号CKb连接至时钟驱动模块Bb的输入端，通常它们的频率一样，幅值一样，但逻辑高电平不交叠；R为输出负载；Vin为电荷泵输入电压；V2k-1和V2k分别为M2k-1的输入和输出电压；Vout为电荷泵输出电压；Iout为输出电流，也即该电荷泵的电流输出驱动力，简称驱动力。若电荷泵级数为n＝2k+1级即奇数级时，在第2k级和NMOS管Mx间增加一个Cak和NMOS管M2k即可，即NMOS管M2k-1的源极为第2k级输出连接至NMOS管M2k的栅极和漏极，NMOS管M2k的源极为第2k+1级输出连接至NMOS管Mx的栅极和漏极，NMOS管Mx的源极为电荷泵电路的输出Vout连接至负载R；耦合电容Cak的下端连接至时钟驱动模块Ba的输出端，耦合电容Cak的上端连接至NMOS管M2k的源极。计算其中某一级的电压增幅为：该公式中C为Ca或Cb，Cs为该节点的寄生电容，n为电荷泵的级数，图1为2k级，Vck为CKa或CKb的电压幅值，f为CKa或CKb的频率，Vtn为MOS管Mn-1的阈值电压。通过多级电荷泵级联就能得到需要的输出电压Vout。当C>>Cs，或者Iout≈fC(ΔV-Vck+Vtn)，可见其它条件不变情况下，C越大，驱动力也越大，而C需要相应的时钟驱动电路Ba或者Bb。现有技术的电荷泵以恒定驱动力工作，即C和Ba/Bb固定，然而在某些应用场合下对同一个电荷泵的驱动力存在不同需求，意味着以最大驱动力要求设计的C和Ba/Bb值在某些工作模式下是有富余的，因此，则需要一种驱动力可配置的电荷泵电路。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种驱动力可配置的电荷泵电路，以实现一种驱动力可配置的电荷泵电路。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种驱动力可配置的电荷泵电路，包括：传输二极管模块，包括m级串联的传输二极管和一个特殊传输二极管，第一级传输二极管的输入端接输入信号，最后一级传输二极管的输出端接该特殊传输二极管的阳极，该特殊传输二极管的阴极为该电荷泵电路的输出；耦合电容模块，连接该传输二极管模块，其包括m组耦合电容阵，通过多级开关控制耦合电容，以实现可配置的耦合电容；时钟驱动模块，连接所述耦合电容模块，其包括2组时钟驱动电路，每组时钟驱动电路由N+1个时钟驱动器和N个时钟开关组成，通过多级时钟开关控制驱动模块工作与否以实现可配置的时钟驱动模块。进一步地，所述传输二极管为由NMOS管接成的二极管，NMOS管的栅极和漏极短接作为该传输二极管的阳极，源极为该传输二极管的阴极。进一步地，所述时钟驱动模块的每组时钟驱动电路包括N+1个时钟驱动器Baj/Bbj(j＝0,1,…,N)和N个时钟开关Sbaj/Sbbj(j＝1,2,…,N)。进一步地，当电荷泵级数m为偶数m＝2k时，每组耦合电容阵包括N+1个耦合电容Caij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)与Cbij(i＝0,1,…，k-1，j＝0,1,…,N)和N个电容开关Scaij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)/Scbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)。进一步地，耦合电容Cai0(i＝0,1,…，k-1)的上端连接至该NMOS管M2i的源极，耦合电容Caij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的上端连接至电容开关Scaij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的输入端，电容开关Scaij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的输出端连接至NMOS管M2i的源极，耦合电容Cbi0(i＝0,1,…，k-1)的上端连接至NMOS管M2i+1的源极，耦合电容Cbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的上端连接至电容开关Scbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的输入端，电容开关Scbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的输出端连接至NMOS管M2i+1的源极，耦合电容Caij(i＝0,1,…，k-1，j＝0,1,…,N)的下端连接至所述时钟驱动模块的一组时钟驱动电路，耦合电容Cbij(i＝0,1,…，k-1，j＝0,1,…,N)的下端连接至所述时钟驱动模块的另一组时钟驱动电路。进一步地，耦合电容Caij(i＝0,1,…，k-1，j＝0,1,…,N)的下端连接时钟驱动器Baj(j＝0,1,…,N)的输出端，耦合电容Cbij(i＝0,1,…，k-1，j＝0,1,…,N)的下端连接至时钟驱动器Bbj(j＝0,1,…,N)的输出端。进一步地，时钟信号Cka连接至时钟驱动器Ba0的输入端和时钟开关Sbaj(j＝1,2,…,N)的输入端，时钟开关Sbaj(j＝1,2,…,N)的输出端连接至时钟驱动器Baj(j＝1,2,…,N)的输入端，互补时钟信号Ckb连接至时钟驱动器Bb0的输入端和时钟开关Sbbj(j＝1,2,…,N)的输入端，时钟开关Sbbj(j＝1,2,…,N)的输出端连接至时钟驱动器Bbj(j＝1,2,…,N)的输入端。进一步地，第j控制信号Ctrlj(j＝1,2,…,N)分别连接至电容开关Scaij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)/Scbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)和时钟开关Sbaj/Sbbj(j＝1,2,…,N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动力可配置的电荷泵电路，包括：传输二极管模块，包括m级串联的传输二极管和一个特殊传输二极管，第一级传输二极管的输入端接输入信号，最后一级传输二极管的输出端接该特殊传输二极管的阳极，该特殊传输二极管的阴极为该电荷泵电路的输出；耦合电容模块，连接该传输二极管模块，其包括m组耦合电容阵，通过多级开关控制耦合电容，以实现可配置的耦合电容；时钟驱动模块，连接所述耦合电容模块，其包括2组时钟驱动电路，每组时钟驱动电路由N+1个时钟驱动器和N个时钟开关组成，通过多级时钟开关控制驱动模块工作与否以实现可配置的时钟驱动模块。

【技术特征摘要】
1.一种驱动力可配置的电荷泵电路，包括：传输二极管模块，包括m级串联的传输二极管和一个特殊传输二极管，第一级传输二极管的输入端接输入信号，最后一级传输二极管的输出端接该特殊传输二极管的阳极，该特殊传输二极管的阴极为该电荷泵电路的输出；耦合电容模块，连接该传输二极管模块，其包括m组耦合电容阵，通过多级开关控制耦合电容，以实现可配置的耦合电容；时钟驱动模块，连接所述耦合电容模块，其包括2组时钟驱动电路，每组时钟驱动电路由N+1个时钟驱动器和N个时钟开关组成，通过多级时钟开关控制驱动模块工作与否以实现可配置的时钟驱动模块。2.如权利要求1所述的一种驱动力可配置的电荷泵电路，其特征在于：所述传输二极管为由NMOS管接成的二极管，NMOS管的栅极和漏极短接作为该传输二极管的阳极，源极为该传输二极管的阴极。3.如权利要求2所述的一种驱动力可配置的电荷泵电路，其特征在于：所述时钟驱动模块的每组时钟驱动电路包括N+1个时钟驱动器Baj/Bbj(j＝0,1,…,N)和N个时钟开关Sbaj/Sbbj(j＝1,2,…,N)。4.如权利要求3所述的一种驱动力可配置的电荷泵电路，其特征在于：当电荷泵级数m为偶数m＝2k时，每组耦合电容阵包括N+1个耦合电容Caij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)与Cbij(i＝0,1,…，k-1，j＝0,1,…,N)和N个电容开关Scaij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)/Scbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)。5.如权利要求4所述的一种驱动力可配置的电荷泵电路，其特征在于：耦合电容Cai0(i＝0,1,…，k-1)的上端连接至该NMOS管M2i的源极，耦合电容Caij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的上端连接至电容开关Scaij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的输入端，电容开关Scaij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的输出端连接至NMOS管M2i的源极，耦合电容Cbi0(i＝0,1,…，k-1)的上端连接至NMOS管M2i+1的源极，耦合电容Cbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的上端连接至电容开关Scbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的输入端，电容开关Scbij(i＝0,1,…，k-1，j＝1,2,…,N)的输出端连接至NMOS管M2i+1的源极，耦合电容Caij(i＝0,1,…，k-1，j＝0,1,…,N)的下端连接至所述时钟驱动模块的一组时钟驱动电路，耦合电容Cbij(i＝0,1,…，k-1，j＝0,1,…,N)的下端连接至所述时钟驱动模块的另一组时钟驱动电路。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：金建明，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31