电荷泵电路及电荷泵制造技术

本发明专利技术涉及一种电荷泵电路及电荷泵，包括充放电模块、充电启动模块、充放电控制模块和泵电容。通过在泵电容的第一端输出电压，减少了一个输出端口的PAD。同时使输出链路上的不存在晶体管压降，避免了输出链路上的晶体管压降影响效率，以便于输出链路上开关管的大小，基于此减小电荷泵电路的体积。

【技术实现步骤摘要】
电荷泵电路及电荷泵
本专利技术涉及集成电路
，特别是涉及一种电荷泵电路及电荷泵。
技术介绍
近年来，各种各样的便携式电子产品发展迅速。作为电子产品的一个重要组成部分，电源需具备效率高、静态电流小、体积小、成本低等规格要求。因此，电荷泵电路成为首选的电子产品电源。二倍增电荷泵是电子产品中低压应用中电源升压的主要实现方式。传统的电荷泵电路，在连接电压输出端的放电链路上，连接外挂保护电路的端口需要制作成衬垫(PAD)，增加芯片面积。同时由于放电链路上的开关管存在压降，尤其是在驱动输出电压较大或输出功率较高的应用上，为了尽量减小开关管的压降，提高效率，需要相应增加开关管的面积，导致电荷泵电路的体积较大，增加成本。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的二倍增电荷泵电路存在体积较大的缺陷，提供一种电荷泵电路及电荷泵。本专利技术所提供的技术方案如下：一种电荷泵电路，包括充放电模块、充电启动模块、充放电控制模块和泵电容。所述充放电模块分别连接所述充电启动模块、所述充放电控制模块、所述泵电容的第一端和所述泵电容的第二端。所述充放电模块用于接入电源电压和第一时钟信号。所述充电启动模块连接所述泵电容的第二端。所述充电启动模块用于接入第一时钟信号和接地。所述充放电控制模块分别连接所述泵电容的第二端。所述充放电控制模块用于接入第二时钟信号和电源电压，并用于接地。所述泵电容的第一端用于输出电压。一种电荷泵，包括上述的电荷泵电路。本专利技术所提供的电荷泵电路和电荷泵，通过在泵电容的第一端输出电压，减少了一个输出端口的PAD。同时在输出链路上的不存在晶体管压降，避免了输出链路上的晶体管压降影响效率，以便于减小放电链路上的开关管的大小,基于此减小电荷泵电路的体积。附图说明图1为电荷泵电路的功能模块图；图2为CLK1和CLK2的非交叠时钟驱动信号时序图；图3为电荷泵电路的原理电路图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。二倍增电荷泵是电子产品中低压应用中电源升压的主要实现方式。传统的电荷泵电路，在连接电压输出端的放电链路上，连接外挂保护电路的端口需要制作成衬垫(PAD)，增加芯片面积。同时由于放电链路上的开关管存在压降，尤其是在驱动输出电压较大或输出功率较高的应用上，为了尽量减小开关管的压降，提高效率，需要相应增加开关管的面积，导致电荷泵电路的体积较大，增加成本。基于此，在一实施例中，如图1所示，为电荷泵电路的功能模块图，包括充放电模块10、充电启动模块11、充放电控制模块12和泵电容CPUMP。所述充放电模块10分别连接所述充电启动模块11、所述充放电控制模块12、所述泵电容CPUMP的第一端CP和所述泵电容CPUMP的第二端CN。所述充放电模块10用于接入电源电压Vi(VDD)和第一时钟信号充电启动模块11连接所述泵电容CPUMP的第二端CN。充电启动模块11用于接入第一时钟信号和接地。充放电控制模块12分别连接所述泵电容CPUMP的第二端CN。充放电控制模块12用于接入第二时钟信号CLK2和电源电压Vi(VDD)，并用于接地。所述泵电容CPUMP的第一端CP用于输出电压Vout(AVDDCP)。其中，电荷泵电路在工作时需要接入第一时钟信号和第二时钟信号CLK2，以驱动电荷泵电路工作。如图2所示，为CLK1和CLK2的非交叠时钟驱动信号时序图，其中时间段Φ1为充电阶段，时间段Φ2为放电阶段。其中，电源电压Vi(VDD)分别与所述第一时钟信号的高电平电压和第二时钟信号CLK2的高电平电压相等。可选地，还包括反相器，所述反相器用于将所述第一时钟信号的相位反转180度，将时钟信号CLK1反转180度，得到第一时钟信号基于上述的非交叠时钟驱动信号时序，在充电阶段Φ1，第一时钟信号和第二时钟信号CLK2均处于高电平(VDD)，充电启动模块11通过充电控制模块12控制充放电模块10为泵电容CPUMP充电，将泵电容CPUMP的第一端CP和第二端CN间的电压充电至VDD，其中泵电容CPUMP的第一端CP的电压为VDD，泵电容CPUMP的第二端CN接地。在放电阶段Φ2，第一时钟信号和第二时钟信号CLK2均处于低电平，充电启动模块11通过充电控制模块12控制充放电模块10为泵电容CPUMP放电，将泵电容CPUMP的第二端CN拉高至电源电压VDD，使泵电容CPUMP的第一端CP的电压被推到两倍VDD，两倍VDD的电压输出即为电荷泵电路的输出电压Vout(AVDDCP)，基于此实现电荷泵电路的输出二倍增压。其中，电荷泵电路还包括输出二极管D0，所述输出二极管D0的正极连接所述泵电容CPUMP的第一端CP，负极用于输出电压Vout(AVDDCP)。通过连接在泵电容CPUMP的第一端CP的输出二极管D0，起到保护电荷泵电路的作用。可选地，输出二极管为肖特基二极管。其中，电荷泵电路还包括输出电容Cout，所述输出电容Cout一端连接所述输出二极管D0的负极，另一端接地。通过输出电容Cout，降低元件耦合到输出电压Vout(AVDDCP)的噪声，起到储蓄电荷、输出电荷和稳定输出电压的作用。其中，如图3所示，为电荷泵电路的原理电路图，所述充放电模块10包括第一充放电晶体管MP1、第二充放电晶体管和MP2和第三充放电晶体管MP3；所述第一充放电晶体管MP1的栅极用于接入第一时钟信号漏极连接所述泵电容CPUMP的第二端CN；所述第一充放电晶体管MP1的源极和第二充放电晶体管MP2的漏极用于接入电源电压Vi(VDD)，所述第二充放电晶体管MP2的源极和所述第三充放电晶体管MP3的源极连接所述泵电容CPUMP的第一端CP，所述第二充放电晶体管MP2的栅极连接所述第三充放电晶体管MP3的漏极。其中，如图3所示，所述充电启动模块11包括充电启动晶体管MN1；所述充电启动晶体管MN1的栅极用于接入第一时钟信号漏极连接所述泵电容CPUMP的第二端CN，源极用于接地。其中，如图3所示，充放电控制模块12包括第一控制晶体管MN2a、或门电路OR2和第二控制晶体管MN2b；所述或门电路OR2的第一输入端连接所述泵电容CPUMP的第二端CN，第二输入端用于接入第二时钟信号CLK2；所述第一控制晶体管MN2a的栅极用于接入第二时钟信号CLK2，源极用于接地，漏极连接所述第二控制晶体管MN2b的源极，所述第二控制晶体管MN2b的栅极用于接入电源电压Vi(VDD)；所述或门电路OR2的输出端连接所述第三充放电晶体管MP3的栅极；所述第二控制晶体管MN2b的漏极连接所述第三充放电晶体管MP3的漏极。以下结合图2的非交叠时钟驱动信号时序和图3的电荷泵电路的原理电路解释本实施例提供的电荷泵电路的工作原理。在充电阶段Φ1，当CLK2的时序电压从0到VDD，第一控制晶体管MN2a导通，或门电路OR2输出高电平，第二控制晶体管MN2b导通。此时电荷泵电路中d2节点电压被拉低至地，使得第二充放电晶体管MP2导通，电源电压输入端Vi(VDD)对泵电容CPUMP进行充电，泵电容CPUMP的第二端CN被拉低至地，泵电容CPUMP的第一端CP电压为VDD。在过渡阶段ΔΦ，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷泵电路，其特征在于，包括充放电模块、充电启动模块、充放电控制模块和泵电容；所述充放电模块分别连接所述充电启动模块、所述充放电控制模块、所述泵电容的第一端和所述泵电容的第二端；所述充放电模块用于接入电源电压和第一时钟信号；所述充电启动模块连接所述泵电容的第二端；所述充电启动模块用于接入第一时钟信号和接地；所述充放电控制模块分别连接所述泵电容的第二端；所述充放电控制模块用于接入第二时钟信号和电源电压，并用于接地；所述泵电容的第一端用于输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵电路，其特征在于，包括充放电模块、充电启动模块、充放电控制模块和泵电容；所述充放电模块分别连接所述充电启动模块、所述充放电控制模块、所述泵电容的第一端和所述泵电容的第二端；所述充放电模块用于接入电源电压和第一时钟信号；所述充电启动模块连接所述泵电容的第二端；所述充电启动模块用于接入第一时钟信号和接地；所述充放电控制模块分别连接所述泵电容的第二端；所述充放电控制模块用于接入第二时钟信号和电源电压，并用于接地；所述泵电容的第一端用于输出电压。2.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，还包括输出二极管，所述输出二极管的正极连接所述泵电容的第一端，负极用于输出电压。3.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于，所述输出二极管为肖特基二极管。4.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于，还包括输出电容，所述输出电容一端连接所述输出二极管的负极，另一端用于接地。5.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，所述充放电模块包括第一充放电晶体管、第二充放电晶体管和第三充放电晶体管；所述第一充放电晶体管的栅极用于接入第一时钟信号，漏极连接所述泵电容的第二端；所述第一充放电晶体管的源极和第二充放电晶体管的漏极用于接入电源电压；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁建城，陈春平，
申请(专利权)人：珠海市杰理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44