降低噪声的电荷泵电路制造技术

本发明专利技术公开了降低噪声的电荷泵电路，包括连接在第一泵电容C1和第二泵电容C2上极板的第一受控开关单元，以及连接在第一泵电容C1和第二泵电容C2下极板的第二受控开关单元；第一受控开关单元还包括充电限流电阻和放电限流电阻；产生非交叠的时钟信号控制开关断开和闭合，以使输入电源分别向第一泵电容和第二泵电容充电，并能够使第一泵电容C1和第二泵电容C2分别将所充电荷转移至负载电容C3；以及通过控制开关断开和闭合将充电限流电阻和放电限流电阻切入或者切出。电阻切入或者切出。电阻切入或者切出。

【技术实现步骤摘要】
降低噪声的电荷泵电路


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种降低噪声的电荷泵电路。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，半导体器件由于其自身特性优势，越来越被广泛应用。其中，在模拟集成电路中产生负压的电荷泵(chargepump)稳定性和噪声尤为重要，在实际运用过程中，电荷泵输出电压的噪声大小将直接影响电荷泵所在电路的可靠性。
[0003]如今电荷泵是利用电容的充放电来实现电压的转换的，输入回路和输出回路轮流导通。其内部的FET 开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数降低，从而得到所需要的输出电压。由于电路是开关工作的，电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI(电磁干扰)。
[0004]图3是传统的电荷泵电路，其中Mp1~Mp4为pmos管、Mn1~Mn4为nmos管，他们都作为开关使用，C1~C3为电容，其中C1、C2是泵电容，C3为输出电容，Vin为输入的电压，CLK_A、CLK_A_N为逻辑控制信号。
[0005]CLK_A、CLK_A_N是电荷泵的时钟控制信号，MOS管Mp1~ Mp4以及Mn1~ Mn4组成开关单元。电路图3未做过多的降噪处理，原电路由CLK_A、CLK_A_N两路控制信号控制电路，在CLK_A_N和CLK_A切换的时候，Mp1与Mn1、Mp2与Mn2、，Mp3与Mn3、Mp4与Mn4、Mn4与Mn3、Mp3与Mp4之间会存在同时闭合的状态，相互之间会有电流流过，从而产生串扰现象，产生过多的电流电压噪声和输出的电压损失，而且开关闭合瞬间也为做电流的限制处理，从而导致在开关导通瞬间电流很大，从而导致在开关导通瞬间电流很大，从而输出纹波和EMI(电磁干扰)大。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对目前的电荷泵电路 MOS管之间的串扰现象严重，MOS管闭合瞬间电流大，输出电压噪声大，输出电压损失的技术问题提供一种降低噪声的电荷泵电路。本专利技术采用以下技术方案。
[0007]降低噪声的电荷泵电路，包括：时钟单元、电容单元和开关单元；电容单元包括第一泵电容C1、第二泵电容C2以及负载电容C3；开关单元，包括连接在第一泵电容C1和第二泵电容C2上极板的第一受控开关单元，以及连接在第一泵电容C1和第二泵电容C2下极板的第二受控开关单元；所述第一受控开关单元和第二受控开关单元都包括多个开关，所述第一受控开关单元还包括充电限流电阻和放电限流电阻；所述第一受控开关单元和第二受控开关单元中的开关都由所述时钟单元信号控制断开或闭合；时钟单元，与第一受控开关单元和第二受控开关单元的控制端连接，用于产生非交叠的时钟信号控制所述第一受控开关单元和第二受控开关单元中的开关断开和闭合，以使输入电源分别向第一泵电容和第二泵电容充电，并能够使第一泵电容C1和第二泵电容C2
分别将所充电荷转移至所述负载电容C3；以及通过控制开关断开和闭合将充电限流电阻和放电限流电阻切入或者切出。
[0008]进一步地，包括：所述第一受控开关单元包括第一~第八开关，第三开关和第五开关的第一端都通过充电限流电阻与输入电源连接，第三开关的第二端和第四开关的第一端共同连接于第一节点N1，第五开关的第二端连接第六开关的第一端共同连接于第二节点N2，第四开关的第二端和第六开关的第二端均通过放电限流电阻与地GND连接, 第一节点N1和第二节点N2分别连接于第一泵电容C1的上极板和第二泵电容的上极板；第一开关两端分别连接输入电源和第一节点N1，第二开关的两端分别连接第一节点N1和地GND；第七开关两端分别连接输入电源和第二节点N2，第八开关的两端分别连接第二节点N2和地GND。
[0009]进一步地，所述第一受控开关单元的控制端分别为第一~第八开关的控制端。
[0010]进一步地，所述第一受控开关单元包括第一~第八开关，第三开关和第五开关的第一端都通过充电限流电阻与输入电源连接，第三开关的第二端和第四开关的第一端共同连接于第一节点N1，第五开关的第二端连接第六开关的第一端共同连接于第二节点N2，第四开关的第二端和第六开关的第二端均通过放电限流电阻与地GND连接, 第一节点N1和第二节点N2分别连接于第一泵电容C1的上极板和第二泵电容C2的上极板；第一开关第一端连接输入电源，第二端连接第三开关和充电限流电阻之间连接的节点；第二开关的第一端连接第四开关和放电限流电阻之间连接的节点；第二端连接地GND ；第七开关第一端连接输入电源，第二端连接第六开关和充电限流电阻之间连接的节点；第八开关的第一端连接第六开关和放电限流电阻之间连接的节点；第二端连接地GND 。
[0011]进一步地，所述第二受控开关单元包括第九~第十二开关， 第九开关和第十一开关的第一端都与地GND连接，第九开关的第二端和第十开关的第一端共同连接于第三节点N3，第十一开关的第二端和第十二开关的第一端共同连接于第四节点N4，第十开关和第十二开关的第二端均与负载电容C3的下极板连接, 负载电容C3的上极板连接地GND，第一泵电容C1的下极板连接第三节点N3和第十二开关的控制端，第二泵电容C2的下极板连接第四节点N4和第十开关的控制端。
[0012]再进一步地，所述第二受控开关单元的控制端分别为第九开关和第十一开关的控制端。
[0013]进一步地，第一开关、第三开关、第五开关、第七开关、第九开关和十一的都是Mp型号的开关，所述Mp型号的开关的控制端输入低电平导通，控制端输入低高电平截止；第二开关、第四开关、第六开关、第八开关第十开关都是Mn型号的开关，Mn型号的开关的控制端输入高电平导通，低电平截止。
[0014]本专利技术所取得的有益技术效果：本专利技术提供的降低噪声的电荷泵电路能够解决mos管之间的串扰现象，减小mos管上流过的最大电流大小，降低电流和输出电压的噪声，在
电流噪声抑制效果更为明显，提升电路效率。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例1提供的电荷泵电路结构示意图；图2为本专利技术实施例2提供的电荷泵电路结构示意图；图3为现有技术中电荷泵电路结构示意；图4为实施例1提供的电荷泵电路与现有技术中电荷泵电路仿真结果对比图；图5为实施例1提供的电荷泵电路与现有技术中电荷泵电路仿真结果电压输出波形图；图6为本专利技术实施例1提供的电荷泵电路的逻辑示意图；图7为本专利技术实施例1提供的电荷泵电路CLK_A与CLK_A_N逻辑时序图的关系；其中附图标记：1
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第一开关；2
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第二开关；3
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第三开关；4
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第四开；5
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第五开关；6
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第六开关；7
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第七开关；8
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第八开关；9
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第九开关；10
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第十开关；11
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第十一开关；12
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第十二开关；N1
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第一节点；N2
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第二节点；N3
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第三节点；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.降低噪声的电荷泵电路，其特征在于，包括：时钟单元、电容单元和开关单元；电容单元包括第一泵电容、第二泵电容以及负载电容；开关单元，包括连接在第一泵电容和第二泵电容上极板的第一受控开关单元，以及连接在第一泵电容和第二泵电容下极板的第二受控开关单元；所述第一受控开关单元和第二受控开关单元都包括多个开关，所述第一受控开关单元还包括充电限流电阻和放电限流电阻；所述第一受控开关单元和第二受控开关单元中的开关都由所述时钟单元信号控制断开或闭合；时钟单元，与第一受控开关单元和第二受控开关单元的控制端连接，用于产生非交叠的时钟信号控制所述第一受控开关单元和第二受控开关单元中的开关断开或闭合，以使输入电源分别向第一泵电容和第二泵电容充电，并能够使第一泵电容和第二泵电容分别将所充电荷转移至所述负载电容；以及通过控制开关断开和闭合将充电限流电阻和放电限流电阻切入或者切出。2.根据权利要求1所述的降低噪声的电荷泵电路，其特征在于，包括：所述第一受控开关单元包括第一~第八开关，第三开关和第五开关的第一端分别通过充电限流电阻与输入电源连接，第三开关的第二端和第四开关的第一端共同连接于第一节点N1，第五开关的第二端和第六开关的第一端共同连接于第二节点N2，第四开关的第二端和第六开关的第二端分别通过放电限流电阻与地GND连接, 第一节点N1和第二节点N2分别连接于第一泵电容C1和第一泵电容C2的上极板；第一开关两端分别连接输入电源和第一节点N1，第二开关的两端分别连接第一节点N1和地GND；第七开关两端分别连接输入电源和第二节点N2，第八开关的两端分别连接第二节点N2和地GND。3.根据权利要求2所述的降低噪声的电荷泵电路，其特征在于，所述第一受控开关单元的控制端分别为第一~第八开关的控制端。4.根据权利要求1所述的降低噪声的电荷泵电路，其特征在于，包括：所述第一受控开关单元包括第一~第八开关，第三开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘俊，张聪，王静波，李海涛，徐健，桂超，
申请(专利权)人：南京元络芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：