一种正负电压电荷泵电路、芯片及通信终端制造技术

本发明专利技术公开了一种正负电压电荷泵电路、芯片及通信终端。该正负电压电荷泵电路包括时钟发生模块、正电压电荷泵模块、瞬态增强模块和负电压电荷泵模块。通过正电压电荷泵模块根据时钟发生模块输出的时钟信号产生正电压，同时采用瞬态增强模块将该正电压和供电电压进行采样并转换成电流进行比较，根据比较结果实现为负电压电荷泵模块提供可切换的输入电压，负电压电荷泵模块根据时钟发生模块输出的时钟信号不仅能够快速可靠的建立负电压，进而提高负电压电荷泵模块产生负电压的速度和效率，而且还可以灵活地实现不同负压的要求。且还可以灵活地实现不同负压的要求。且还可以灵活地实现不同负压的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种正负电压电荷泵电路、芯片及通信终端


[0001]本专利技术涉及一种正负电压电荷泵电路，同时也涉及包括该正负电压电荷泵电路的集成电路芯片及相应的通信终端，属于模拟集成电路


技术介绍

[0002]随着集成电路集成度的不断提高，工艺节点不断向深亚微米极限演进，以及芯片应用环境的多元化，电荷泵电路作为一个基本的模块电路，广泛应用于各种集成电路产品中。电荷泵电路的主要作用是为系统提供高于输入电源电压正轨的正电压源，以及低于输入电源电压负轨的负电压源，从而更好地满足系统设计指标。尽管正电源高压电荷泵电路已经在较多的应用场景出现，但是随着系统指标要求的不断提高，越来越多的电子系统内部需要能够同时产生正向高压和负向高压来稳定可靠的工作。因此，对于能够提供稳定可靠，且同时产生高于输入电源正轨以及低于输入电源负轨电压的电荷泵电路设计的需求日益紧迫。
[0003]在专利号为ZL 200810142157.2的中国专利技术专利中，公开了一种正负高压的电荷泵电路，其工作原理是基于非对称交叉耦合单边级联电荷泵结构，并通过选择器来实现正高压或者负高压输出。但是，该电路无法做到同时输出正电源电压和负电源电压。另外，在专利号为ZL 201610004368.4中公开了一种产生正负电压源的电荷泵电路，其采用了三相分频器实现了固定脉冲序列的三个时钟信号来控制电容充放电实现正负电压源的输出。尽管该电路可以实现正、负电压源输出，但是其输出电压源的绝对值都比输入电压源低，使得在实际应用中存在很大的局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种正负电压电荷泵电路。
[0005]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种包括正负电压电荷泵电路的芯片及相应的通信终端。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种正负电压电荷泵电路，包括时钟发生模块、正电压电荷泵模块、瞬态增强模块和负电压电荷泵模块，所述时钟发生模块的输出端连接所述正电压电荷泵模块和所述负电压电荷泵模块的输入端，所述正电压电荷泵模块的输出端连接所述瞬态增强模块的输入端，所述瞬态增强模块的输出端连接所述负电压电荷泵模块的输入电源端，所述时钟发生模块、所述正电压电荷泵模块和所述瞬态增强模块的电源端均连接供电电压；
[0008]所述正电压电荷泵模块根据所述时钟发生模块输出的时钟信号产生正电压，所述正电压与所述供电电压作为输入电压源被所述瞬态增强模块采样并转换成电流后进行比较，根据比较结果为所述负电压电荷泵模块提供可切换的输入电压，使得所述负电压电荷泵模块根据所述时钟发生模块输出的时钟信号产生负电压。
[0009]其中较优地，所述正电压电荷泵模块包括第一时钟转换单元和至少一个正电压电荷泵单元，所述第一时钟转换单元的输入端连接所述时钟发生模块的输出端，所述第一时钟转换单元的输出端连接每个所述正电压电荷泵单元的输入端。
[0010]其中较优地，所述第一时钟转换单元包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第一与非门和第二与非门；所述第一反相器的输入端连接所述时钟发生模块的输出端与所述第二与非门的一个输入端，所述第一反相器的输出端连接所述第一与非门的一个输入端，所述第一与非门的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接第一输出端与所述第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接所述第二与非门的另一个输入端与第二输出端，所述第二与非门的输出端连接所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端连接第四输出端与所述第五反相器的输入端，所述第五反相器的输出端连接所述第一与非门的另一个输入端与第三输出端。
[0011]其中较优地，当采用多个所述正电压电荷泵单元时，从第二个正电压电荷泵单元开始，每一个正电压电荷泵单元的输入电压连接其上一个正电压电荷泵单元的正压输出端。
[0012]其中较优地，所述正电压电荷泵单元包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第一电容、第二电容和第三电容；所述第一NMOS管的栅极连接第一时钟转换单元的第四输出端，所述第一NMOS管与所述第二NMOS管的源极分别接地，所述第一NMOS管漏极分别连接所述第二电容的一端与所述第一PMOS管的漏极，所述第一PMOS管的栅极连接所述第一时钟转换单元的第二输出端，所述第二NMOS管的栅极连接所述第一时钟转换单元的第一输出端，所述第二NMOS管的漏极分别连接所述第一电容的一端与所述第二PMOS管的漏极，所述第二PMOS管的栅极连接所述第一时钟转换单元的第三输出端，所述第二PMOS管、所述第一PMOS管、所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的源极均连接输入电压，所述第四NMOS管的栅极分别连接所述第三NMOS管漏极、所述第一电容的另一端、所述第四PMOS管的栅极和所述第三PMOS管的漏极，所述第三NMOS管的栅极分别连接所述第四NMOS管漏极、所述第二电容的另一端、所述第三PMOS管的栅极和所述第四PMOS管的漏极，所述第三PMOS管与所述第四PMOS管的源极均连接所述第三电容的一端和正压输出端，所述第三电容的另一端接地。
[0013]其中较优地，所述瞬态增强模块包括电压采样比较单元和电压切换单元，所述电压采样比较单元的输入端连接所述正电压电荷泵单元的正压输出端和供电电压，所述电压采样比较单元的输出端连接所述电压切换单元的输入端。
[0014]其中较优地，所述电压采样比较单元包括第一电阻、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第二电阻、第三电阻、第四电容；所述第一电阻的一端、所述第五PMOS管与所述第六PMOS管的源极分别连接供电电压，所述第一电阻的另一端分别连接所述第五NMOS管的漏极和栅极、所述第六NMOS管的栅极，所述第六NMOS管的漏极分别连接所述第五PMOS管的漏极与栅极、所述第六PMOS管的栅极，所述第六PMOS管的漏极分别连接所述第四电容的一端与所述第三电阻的一端、所述第七NMOS管的漏极以及所述电压切换单元，所述第七NMOS管的栅极分别连接所述第八NMOS管的栅极与漏极以及所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述正电压电荷泵单元的正压输出端,所述第八NMOS管与所述第七NMOS管的源极、所述第三电阻与所述第四电容的另一端以及所
述第六NMOS管与所述第五NMOS管的源极均接地。
[0015]其中较优地，所述电压切换单元包括迟滞反相器、逻辑电平转换子单元和开关子单元；所述迟滞反相器的输入端连接所述电压采样比较单元的输出端，所述迟滞反相器的输出端连接所述逻辑电平转换子单元的输入端，所述逻辑电平转换子单元的输出端连接所述开关子单元的输入端。
[0016]其中较优地，所述逻辑电平转换子单元包括第六反相器、第七反相器、第十二NMOS管、第十三NMOS管、第十四NMOS管、第十五本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正负电压电荷泵电路，其特征在于包括时钟发生模块、正电压电荷泵模块、瞬态增强模块和负电压电荷泵模块，所述时钟发生模块的输出端连接所述正电压电荷泵模块和所述负电压电荷泵模块的输入端，所述正电压电荷泵模块的输出端连接所述瞬态增强模块的输入端，所述瞬态增强模块的输出端连接所述负电压电荷泵模块的输入电源端，所述时钟发生模块、所述正电压电荷泵模块和所述瞬态增强模块的电源端均连接供电电压；所述正电压电荷泵模块根据所述时钟发生模块输出的时钟信号产生正电压，所述正电压与所述供电电压作为输入电压源被所述瞬态增强模块采样并转换成电流后进行比较，根据比较结果为所述负电压电荷泵模块提供可切换的输入电压，使得所述负电压电荷泵模块根据所述时钟发生模块输出的时钟信号产生负电压。2.如权利要求1所述的正负电压电荷泵电路，其特征在于：所述正电压电荷泵模块包括第一时钟转换单元和至少一个正电压电荷泵单元，所述第一时钟转换单元的输入端连接所述时钟发生模块的输出端，所述第一时钟转换单元的输出端连接每个所述正电压电荷泵单元的输入端。3.如权利要求2所述的正负电压电荷泵电路，其特征在于：所述第一时钟转换单元包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第一与非门和第二与非门；所述第一反相器的输入端连接所述时钟发生模块的输出端与所述第二与非门的一个输入端，所述第一反相器的输出端连接所述第一与非门的一个输入端，所述第一与非门的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接第一输出端与所述第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接所述第二与非门的另一个输入端与第二输出端，所述第二与非门的输出端连接所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端连接第四输出端与所述第五反相器的输入端，所述第五反相器的输出端连接所述第一与非门的另一个输入端与第三输出端。4.如权利要求2所述的正负电压电荷泵电路，其特征在于：当采用多个所述正电压电荷泵单元时，从第二个正电压电荷泵单元开始，每一个正电压电荷泵单元的输入电压连接其上一个正电压电荷泵单元的正压输出端。5.如权利要求4所述的正负电压电荷泵电路，其特征在于：所述正电压电荷泵单元包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第一电容、第二电容和第三电容；所述第一NMOS管的栅极连接第一时钟转换单元的第四输出端，所述第一NMOS管与所述第二NMOS管的源极分别接地，所述第一NMOS管漏极分别连接所述第二电容的一端与所述第一PMOS管的漏极，所述第一PMOS管的栅极连接所述第一时钟转换单元的第二输出端，所述第二NMOS管的栅极连接所述第一时钟转换单元的第一输出端，所述第二NMOS管的漏极分别连接所述第一电容的一端与所述第二PMOS管的漏极，所述第二PMOS管的栅极连接所述第一时钟转换单元的第三输出端，所述第二PMOS管、所述第一PMOS管、所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的源极均连接输入电压，所述第四NMOS管的栅极分别连接所述第三NMOS管漏极、所述第一电容的另一端、所述第四PMOS管的栅极和所述第三PMOS管的漏极，所述第三NMOS管的栅极分别连接所述第四NMOS管漏极、所述第二电容的另一端、所述第三PMOS管的栅极和所述第四PMOS管的漏极，所述第三PMOS管与所述第四PMOS管的源极均连接所述第三电容的一端和正压输出端，所述第三电容的另一端接地。
6.如权利要求5所述的正负电压电荷泵电路，其特征在于：所述瞬态增强模块包括电压采样比较单元和电压切换单元，所述电压采样比较单元的输入端连接所述正电压电荷泵单元的正压输出端和供电电压，所述电压采样比较单元的输出端连接所述电压切换单元的输入端。7.如权利要求6所述的正负电压电荷泵电路，其特征在于：所述电压采样比较单元包括第一电阻、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第二电阻、第三电阻、第四电容；所述第一电阻的一端、所述第五PMOS管与所述第六PMOS管的源极分别连接供电电压，所述第一电阻的另一端分别连接所述第五NMOS管的漏极和栅极、所述第六NMOS管的栅极，所述第六NMOS管的漏极分别连接所述第五PMOS管的漏极与栅极、所述第六PMOS管的栅极，所述第六PMOS管的漏极分别连接所述第四电容的一端与所述第三电阻的一端、所述第七NMOS管的漏极以及所述电压切换单元，所述第七NMOS管的栅极分别连接所述第八NMOS管的栅极与漏极以及所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述正电压电荷泵单元的正压输出端,所述第八NMOS管与所述第七NMOS管的源极、所述第三电阻与所述第四电容的另一端以及所述第六NMOS管与所述第五NMOS管的源极均接地。8.如权利要求6所述的正负电压电荷泵电路，其特征在于：所述电压切换单元包括迟滞反相器、逻辑电平转换子单元和开关子单元；所述迟滞反相器的输入端连接所述电压采样比较单元的输出端，所述迟滞反相器的输出端连接所述逻辑电平转换子单元的输入端，所述逻辑电平转换子单元的输出端连接所述开关子单元的输入端。9.如权利要求8所述的正负电压电荷泵电路，其特征在于：所述逻辑电平转换子单元包括第六反相器、第七反相器、第十二NMOS管、第十三NMOS管、第十四NMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管、第十三PMOS管、第十四PMOS管、第十五PMOS管、第五电容、第六电容、第三与非门、第四与非门、异或门和多个数字延迟单元；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永寿，陈成，李春领，林升，
申请(专利权)人：上海唯捷创芯电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：