时间交织电荷泵内电源产生电路制造技术

本发明专利技术提供了一种时间交织电荷泵内电源产生电路，所述时间交织电荷泵内电源产生电路包括第一控制信号产生模块、第二控制信号产生模块、时间交织电荷泵模块及电压跟随器模块。本发明专利技术的时间交织电荷泵内电源产生电路，通过时间交织电荷泵模块在每个周期内交替产生输出稳定的且大于电源电压的内部电源，对电源电压进行提升后输出，可有效实现后级运算放大器的轨到轨输入；通过电压跟随器模块构成的反馈使内部电源在时间交织电荷泵模块的交替切换时保持稳定连续，提高了内部电源的稳定性，减小了内部电源的电压跳动。小了内部电源的电压跳动。小了内部电源的电压跳动。

【技术实现步骤摘要】
时间交织电荷泵内电源产生电路


[0001]本专利技术涉及集成电路
，尤其是涉及一种时间交织电荷泵内电源产生电路。

技术介绍

[0002]运算放大器的输入级要达到轨到轨电平，除了可以采用PMOS和NMOS并联、低阈值管等结构以外，还可以用高于电源电压的电源作为单独供电来实现，该电源的供电电路可以采用自举电路或者电荷泵来实现。
[0003]自举电路也叫升压电路，是利用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高，有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。自举电路只是在实践中定的名称，在理论上没有这个概念。自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。电荷泵是一种直流
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直流转换器，利用电容器为储能元件，可以用来产生高于输入电压的输出电压，或是产生负的输出电压。电荷泵电路的电效率很高，约为90
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95％，而电路也相当的简单。在过去的十年里，电荷泵得到了广泛运用，功能从未内置调整单输出IC到内置调整功能的多路输出IC变化。输出功率和效率也得到了发展，因此现在的电荷泵可以输出高达250mA的电流，效率达到75％(平均值)。电荷泵大多应用在需要电池的系统，如蜂窝式电话、寻呼机、蓝牙系统和便携式电子设备。
[0004]但是，目前很少有相关的技术方案，且存在的少数技术方案的原理较为复杂繁琐、成本功耗较高，不利于运算放大器输入级的大规模推广应用。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电源提升技术方案，用于对电源电压进行提升输出、实现运算放大器输入级的轨到轨能力。
[0006]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0007]一种时间交织电荷泵内电源产生电路，包括：
[0008]第一控制信号产生模块，产生输出多个第一控制信号；
[0009]第二控制信号产生模块，产生输出多个第二控制信号；
[0010]时间交织电荷泵模块，接电源电压、各个所述第一控制信号和各个所述第二控制信号，利用时间交织结构产生输出内部电源，所述内部电源大于所述电源电压；
[0011]电压跟随器模块，与所述时间交织电荷泵模块连接，使所述内部电源在所述时间交织结构的交替切换时保持稳定连续。
[0012]可选地，所述第一控制信号产生模块接时钟信号，并根据所述时钟信号产生输出7个不相交叠的所述第一控制信号。
[0013]可选地，所述第一控制信号产生模块包括7个并行设置的逻辑门，7个所述逻辑门的时延不同。
[0014]可选地，所述第二控制信号产生模块包括数字电源产生单元及4个开关电平自举
单元，所述数字电源产生单元接带隙基准电压，所述数字电源产生单元产生输出数字电源电压，所述开关电平自举单元接所述数字电源电压及所述电源电压，每个所述开关电平自举单元各自产生输出1个所述第二控制信号，且4个所述开关电平自举单元产生输出的4个所述第二控制信号不相交叠。
[0015]可选地，所述数字电源产生单元包括运算放大器、第一电阻及第二电阻，所述运算放大器的同相输入端接所述带隙基准电压，所述运算放大器的反相输入端经串接的所述第一电阻后接地，所述运算放大器的反相输入端还经串接的所述第二电阻后接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端输出所述数字电源电压。
[0016]可选地，所述开关电平自举单元包括数字开关、第一NMOS管、第二NMOS管、第一电容及第二电容，所述第一NMOS管的漏极接所述电源电压，所述第一NMOS管的源极接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接所述数字开关的输入端，所述数字开关的电源端接所述数字电源电压，所述数字开关的输出端接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接所述第二NMOS管的源极，所述第二NMOS管的源极还接所述第一NMOS管的栅极，所述第二NMOS管的栅极接所述第一NMOS管的源极，所述第二NMOS管的漏极接所述电源电压，所述第二电容接所述第二NMOS管源极的一端输出所述第二控制信号。
[0017]可选地，所述数字开关包括非门。
[0018]可选地，所述时间交织电荷泵模块包括第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、电流源、第三电容、第四电容及第五电容，所述第一PMOS管的源极接所述电源电压，所述第一PMOS管的栅极接所述第一PMOS管的漏极，所述第一PMOS管的漏极接所述第二PMOS管的源极，所述第二PMOS管的栅极接第一个所述第一控制信号，所述第二PMOS管的漏极经串接的所述电流源后接地，所述第三PMOS管的源极接所述电源电压，所述第三PMOS管的栅极接所述第二PMOS管的漏极，所述第三PMOS管的漏极接所述第三NMOS管的漏极，所述第三NMOS管的栅极接第一个所述第二控制信号，所述第三NMOS管的源极接所述第四PMOS管的源极，所述第四PMOS管的栅极接第二个所述第二控制信号，所述第四NMOS管的漏极接所述第三NMOS管的漏极，所述第四NMOS管的栅极接第三个所述第二控制信号，所述第四NMOS管的源极接所述第五PMOS管的源极，所述第五PMOS管的栅极接第四个所述第二控制信号，所述第五PMOS管的漏极接所述第四PMOS管的漏极，所述第六PMOS管的源极接所述电源电压，所述第六PMOS管的栅极接偏置电压，所述第六PMOS管的漏极接所述第七PMOS管的源极，所述第七PMOS管的栅极接第二个所述第一控制信号，所述第七PMOS管的漏极接所述第五NMOS管的漏极，所述第五NMOS管的栅极接第三个所述第一控制信号，所述第五NMOS管的源极接地，所述第八PMOS管的源极接所述第七PMOS管的源极，所述第八PMOS管的栅极接第四个所述第一控制信号，所述第八PMOS管的漏极接所述第六NMOS管的漏极，所述第六NMOS管的栅极接第五个所述第一控制信号，所述第六NMOS管的源极接地，所述第九PMOS管的漏极接所述第五NMOS管的漏极，所述第九PMOS管的栅极接第六个所述第一控制信号，所述第十PMOS管的漏极接所述第六NMOS管的漏极，所述第十PMOS管的栅极接第七个所述第一控制信号，所述第十PMOS管的源极接所述第九PMOS管的源极，所述第三电容的一端接所述第三NMOS管的源极，所述第三电容的另一端接所述第五NMOS管的漏极，所述第四电容的一端接所述第四NMOS管的源极，所述第四电容的另一端接
所述第六NMOS管的漏极，所述第五电容的一端接所述第四PMOS管的漏极，所述第四PMOS管的漏极输出所述内部电源，所述第五电容的另一端接所述电源电压。
[0019]可选地，所述时间交织电荷泵内电源产生电路还包括第三电阻，所述电压跟随器模块的电源端接所述电源电压，所述电压跟随器模块的输入端接所述第六PMOS管的漏极，所述电压跟随器模块的反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间交织电荷泵内电源产生电路，其特征在于，包括：第一控制信号产生模块，产生输出多个第一控制信号；第二控制信号产生模块，产生输出多个第二控制信号；时间交织电荷泵模块，接电源电压、各个所述第一控制信号和各个所述第二控制信号，利用时间交织结构产生输出内部电源，所述内部电源大于所述电源电压；电压跟随器模块，与所述时间交织电荷泵模块连接，使所述内部电源在所述时间交织结构的交替切换时保持稳定连续。2.根据权利要求1所述的时间交织电荷泵内电源产生电路，其特征在于，所述第一控制信号产生模块接时钟信号，并根据所述时钟信号产生输出7个不相交叠的所述第一控制信号。3.根据权利要求2所述的时间交织电荷泵内电源产生电路，其特征在于，所述第一控制信号产生模块包括7个并行设置的逻辑门，7个所述逻辑门的时延不同。4.根据权利要求2所述的时间交织电荷泵内电源产生电路，其特征在于，所述第二控制信号产生模块包括数字电源产生单元及4个开关电平自举单元，所述数字电源产生单元接带隙基准电压，所述数字电源产生单元产生输出数字电源电压，所述开关电平自举单元接所述数字电源电压及所述电源电压，每个所述开关电平自举单元各自产生输出1个所述第二控制信号，且4个所述开关电平自举单元产生输出的4个所述第二控制信号不相交叠。5.根据权利要求4所述的时间交织电荷泵内电源产生电路，其特征在于，所述数字电源产生单元包括运算放大器、第一电阻及第二电阻，所述运算放大器的同相输入端接所述带隙基准电压，所述运算放大器的反相输入端经串接的所述第一电阻后接地，所述运算放大器的反相输入端还经串接的所述第二电阻后接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端输出所述数字电源电压。6.根据权利要求5所述的时间交织电荷泵内电源产生电路，其特征在于，所述开关电平自举单元包括数字开关、第一NMOS管、第二NMOS管、第一电容及第二电容，所述第一NMOS管的漏极接所述电源电压，所述第一NMOS管的源极接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接所述数字开关的输入端，所述数字开关的电源端接所述数字电源电压，所述数字开关的输出端接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接所述第二NMOS管的源极，所述第二NMOS管的源极还接所述第一NMOS管的栅极，所述第二NMOS管的栅极接所述第一NMOS管的源极，所述第二NMOS管的漏极接所述电源电压，所述第二电容接所述第二NMOS管源极的一端输出所述第二控制信号。7.根据权利要求6所述的时间交织电荷泵内电源产生电路，其特征在于，所述数字开关包括非门。8.根据权利要求7所述的时间交织电荷泵内电源产生电路，其特征在于，所述时间交织电荷泵模块包括第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六P...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟怡，杨法明，黄磊，王磊，韩卫敏，裴颖，梁康弟，李新星，张俊安，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十四研究所，
类型：发明
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