一种电荷泵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电荷泵，包括射频电压输入端、MOS管升压电路、反相器电路、充电电路和高直流电压输出端；所述MOS管升压电路的输入端与所述射频电压输入端连接，所述MOS管升压电路的输出端与所述高直流电压输出端连接，所述MOS管升压电路的控制端与所述反相器电路的输出端连接，所述反相器电路的输入端与所述充电电路的输出端连接，所述充电电路的输入端与所述射频电压输入端连接。采用本实用新型专利技术实施例，能够提高电荷泵的升压效率，加快启动速度。

A charge pump

The utility model discloses a charge pump, which comprises a radio frequency voltage input terminal, a MOS tube boost circuit, a inverter circuit, a charging circuit and a high DC voltage output terminal; the input terminal of the MOS tube boost circuit is connected with the radio frequency voltage input terminal, and the output terminal of the MOS tube boost circuit and the high DC voltage output terminal are connected. The control end of the MOS transistor boost circuit is connected with the output end of the inverter circuit, the input end of the inverter circuit is connected with the output end of the charging circuit, and the input end of the charging circuit is connected with the RF voltage input end. By adopting the embodiment of the utility model, the boosting efficiency of the charge pump can be improved and the starting speed can be accelerated.

【技术实现步骤摘要】
一种电荷泵
本技术涉及电荷泵
，尤其涉及一种电荷泵。
技术介绍
无源RFID标签利用电荷泵将射频电压转化为直流电压，并升高到标签芯片正常工作所需要的电压幅度。RFID芯片远距离工作时，输入功率很低，一方面需要采用各种设计方法降低芯片的模拟前端和数字基带功耗；另一方面需要优化芯片的能转换电路，以获取尽可能多的能量。电荷泵作为芯片获取工作能量的唯一来源，其效率更是直接影响后级电路所能获得的能量大小和芯片的识别距离等关键性能指标。现有技术中的电荷泵一般采用四个二极管和四个电容将输入的射频电压RF_IN转化为幅值比其高接近四倍的直流电压Vref_out，具体的转换公式为Vref_out＝4(Vrf-Von)，其中，Vrf为射频电压RF_IN的幅值，Von为一个二极管的导通电压。而二极管的导通电压Von较大，会极大降低输出的电压Vref_out，且消耗功率，降低电荷泵充电效率。
技术实现思路
本技术实施例提出一种电荷泵，能够提高电荷泵的升压效率，加快启动速度。本技术实施例提供一种电荷泵，包括射频电压输入端、MOS管升压电路、反相器电路、充电电路和高直流电压输出端；所述MOS管升压电路的输入端与所述射频电压输入端连接，所述MOS管升压电路的输出端与所述高直流电压输出端连接，所述MOS管升压电路的控制端与所述反相器电路的输出端连接，所述反相器电路的输入端与所述充电电路的输出端连接，所述充电电路的输入端与所述射频电压输入端连接。进一步地，所述MOS管升压电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电容、第二电容和第三电容；所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极通过所述第一电容与所述射频电压输入端连接，所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的栅极连接；所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极通过所述第二电容接地；所述第三MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，所述第三MOS管的栅极与所述第四MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的漏极通过所述第三电容与所述射频电压输入端连接；所述第四MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与所述高直流电压输出端连接。进一步地，所述第一MOS管和所述第三MOS管均为NMOS管，所述第二MOS管和第四MOS管均为PMOS管。进一步地，所述MOS管升压电路还包括第四电容；所述第四电容的一端与所述第四MOS管的源极连接，所述第四电容的另一端接地。进一步地，所述反相器电路包括第一反相器和第二反相器；所述第一反相器的输入端与所述第二MOS管的漏极连接，所述第一反相器的输出端与所述第四MOS管的栅极连接，所述第一反相器的电源端与所述充电电路连接；所述第二反相器的输入端与所述第三MOS管的漏极连接，所述第二反相器的输出端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第二反相器的电源端与所述充电电路连接。进一步地，所述充电电路包括第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第五电容、第六电容、第七电容和第八电容；所述第五MOS管的漏极和栅极分别接地，所述第五MOS管的源极通过所述第五电容与所述射频电压输入端连接；所述第六MOS管的漏极、栅极分别与所述第五MOS管的源极连接，所述第六MOS管的源极分别与第一反相器的电源端、所述第六电容的一端连接，所述第六电容的另一端接地；所述第七MOS管的漏极、栅极分别与所述第五MOS管的源极连接，所述第六MOS管的源极与所述射频电压输入端连接；所述第八MOS管的漏极、栅极分别与所述第七MOS管的源极连接，所述第八MOS管的源极分别与所述第二反相器的电源端、所述第八电容的一端连接，所述第八电容的另一端接地。进一步地，所述第五MOS管、所述第六MOS管、所述第七MOS管和所述第八MOS管分别为NMOS管。进一步地，每一所述MOS管均采用单独的阱，且每一所述MOS管的衬底与其栅极连接。实施本技术实施例，具有如下有益效果：本技术实施例提供的电荷泵，采用MOS管作为电荷泵的导通器件，通过控制MOS管的导通和截止，将输入的射频电压转换为高直流电压输出，而MOS管的驱动电压较大，使得MOS管在导通时电阻较小，导通电压较小，从而降低电荷泵的电压损耗，提高电荷泵的升压效率，加快启动速度。附图说明图1是本技术提供的电荷泵的一个实施例的结构示意图；图2是本技术提供的电荷泵中射频电压与第一反相器、第二反相器的输出电压的波形关系图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参见图1，本技术提供的电荷泵的一个实施例的结构示意图，包括射频电压输入端RF_IN、高直流电压输出端Vref_out、MOS管升压电路1、反相器电路2和充电电路3；MOS管升压电路1的输入端与射频电压输入端RF_IN连接，MOS管升压电路1的输出端与高直流电压输出端Vref_out连接，MOS管升压电路1的控制端与反相器电路2的输出端连接，反相器电路2的输入端与充电电路3的输出端连接，充电电路3的输入端与射频电压输入端RF_IN连接。需要说明的是，充电控制电路输入射频电压开始工作，在其工作正常时向反相器电路提供稳定直流电源，此时反相器电路和MOS管升压电路才正常工作。正常工作时，MOS管升压电路的输入端输入射频电压，控制端输入反相器电路输出的高低电平，其中射频电压为交流电压，反相器电路根据射频电压切换电平的输出。MOS管升压电路中的MOS管根据射频电压和反相器电路输出电平的变化导通或截止，实现对射频电压的升压，一般经过两个周期，MOS管升压电路即可将射频电压转换为满足RFID标签芯片正常工作所需要的电压幅度。进一步地，所述MOS管升压电路包括四个所述MOS管、第一电容、第二电容和第三电容，四个所述MOS管为第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管；所述射频电压的幅值为Vrf，所述MOS管的导通电压为Von；在第一个周期中，当所述射频电压为负时，所述第一MOS管导通，给所述第一电容充电，使所述第一电容两端电压为Vrf-Von；当所述射频电压为正时，所述第一MOS管截止，所述第二MOS管导通，给所述第二电容充电，使所述第二电容两端电压为2(Vrf-Von)；在第二个周期中，当所述射频电压为负时，所述第一MOS管和所述第三MOS管导通，所述第二MOS管和所述第四MOS管截止，给所述第三电容充电，使所述第三电容两端电压为3(Vrf-Von)；当所述射频电压为正时，所述第一MOS管和所述第三MOS管截止，所述第二MOS管和所述第四MOS管导通，使所述MOS管升压电路输出高直流电压4(Vrf-Von)。进一步地，所述反相器电路包括第一反相器和第二反相器；当所述射频电压为负时，所述第一反相器和所述第二反相器分别向所述MOS管升压电路输出高电平，当所述射频电压为正时，所述第一反相器和所述第二反相器分别向所述MOS管升压电路输出低电平，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷泵，其特征在于，包括射频电压输入端、MOS管升压电路、反相器电路、充电电路和高直流电压输出端；所述MOS管升压电路的输入端与所述射频电压输入端连接，所述MOS管升压电路的输出端与所述高直流电压输出端连接，所述MOS管升压电路的控制端与所述反相器电路的输出端连接，所述反相器电路的输入端与所述充电电路的输出端连接，所述充电电路的输入端与所述射频电压输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵，其特征在于，包括射频电压输入端、MOS管升压电路、反相器电路、充电电路和高直流电压输出端；所述MOS管升压电路的输入端与所述射频电压输入端连接，所述MOS管升压电路的输出端与所述高直流电压输出端连接，所述MOS管升压电路的控制端与所述反相器电路的输出端连接，所述反相器电路的输入端与所述充电电路的输出端连接，所述充电电路的输入端与所述射频电压输入端连接。2.如权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述MOS管升压电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电容、第二电容和第三电容；所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极通过所述第一电容与所述射频电压输入端连接，所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的栅极连接；所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极通过所述第二电容接地；所述第三MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，所述第三MOS管的栅极与所述第四MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的漏极通过所述第三电容与所述射频电压输入端连接；所述第四MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与所述高直流电压输出端连接。3.如权利要求2所述的电荷泵，其特征在于，所述第一MOS管和所述第三MOS管均为NMOS管，所述第二MOS管和第四MOS管均为PMOS管。4.如权利要求2所述的电荷泵，其特征在于，所述MOS管升压电路还包括第四电容；所述第四电容的一端与所述第四MOS管的源极连接，所述第四电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫冰，高城，刘才，陈樟荣，杨锋，戴闽华，
申请(专利权)人：思力科深圳电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44