[發明專利]電荷泵電路

有效

• 申請號: 200910197170.2
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN101674012A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 楊光軍
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王 潔

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及電荷泵電路。

背景技術

電荷泵電路廣泛應用于存儲器等芯片，通常為芯片的數據操作提供高電 壓，即將輸入電荷泵電路的低電壓信號轉換為高電壓信號。

圖1所示結構是一種現有電荷泵電路10，包括順次連接的電荷泵11、過 濾電容(C_filter)12、負載電容(C_load)13及負載電流結構(I_load)14；其中電 荷泵11包括信號輸入端110、控制輸入端111及信號輸出端112，信號輸出端 112連接至C_filter?12。

圖2所示波形是圖1電荷泵電路10的控制信號Web的波形和輸出的高壓 信號HV的波形，結合圖2及圖1，電荷泵電路10的工作原理為：信號輸入端 110輸入低壓信號；當控制輸入端111輸入的控制信號翻轉后，觸發電荷泵11 對C_filter?12、C_load?13及I_load?14充電；在充到預定值后，信號輸出端112輸出高 壓信號HV。

圖2所示的控制信號Web翻轉時間點和高壓信號HV上升至高壓的時間點 間有一個時間段，該時間段為上升時間，上升時間越短，說明信號延遲越小， 性能越高。

圖2所示的高壓信號HV有一段鋸齒狀波形，該波形稱為高壓信號HV的 “紋波”，其產生的原因是：電荷泵11不是連續工作的，是時斷時續的充電過 程，因此當其停止充電時，高壓信號HV的電壓將發生回落現象，于是產生了 “紋波”現象。“紋波”越大，則說明高壓信號HV越不穩定，性能越低。

為減小“紋波”現象，所述電荷泵電路10中添加有C_filter?12，C_filter?12有穩 定電壓的作用，因此能夠減小高壓信號HV的“紋波”，但與未添加C_filter?12的 電路相比，電荷泵電路10中的電荷泵11需要耗費更長時間才能夠將C_load?13 及I_load?14充電至預定值輸出高壓信號HV，即電荷泵電路10增加了上升時間。

為減小上升時間，業界提出圖3所示的電荷泵電路30，與圖2所示電路相 比，其增加有多個備用電荷泵31，通過增加充電能力來降低充電時間，從而降 低上升時間。但圖3所示電路的缺陷在于：

由于“紋波”現象是由電荷泵導致的，因此增加了備用電荷泵31也就加 大了電荷泵電路30輸出信號的“紋波“現象，這使得電荷泵電路30輸出的信 號穩定性較低。

發明內容

本發明提供電荷泵電路，以降低電荷泵電路輸出信號的“紋波”現象，提 高電荷電路輸出信號的穩定性。

本發明提供的電荷泵電路包括：主電荷泵、備用電荷泵及過濾電容；還包 括備用電荷泵控制模塊，連接至所述備用電荷泵及過濾電容，用于在與所述過 濾電容連接的連接點的電壓大于或等于預定值時控制所述備用電荷泵從該連 接點斷開，以及在該連接點的電壓低于預定值時控制備用電荷泵連接至所述連 接點。

本發明提供的電荷泵電路在備用電荷泵及過濾電容之間添加有備用電荷 泵控制模塊，能夠在備用電荷泵與過濾電容連接的連接點的電壓大于或等于預 定值時，將備用電荷泵從連接點斷開，并在所述電壓低于預定值時將備用電荷 泵連接至該連接點以對過濾電容充電，因此本發明提供的電荷泵電路既能在過 濾電容電壓未達到預定值時采用備用電荷泵對過濾電容充電，也能夠避免現有 技術中，備用電荷泵將過濾電容充電至預定值后，還連接在該連接點而加劇“紋 波”現象，導致電荷泵電路輸出信號穩定性降低的問題，所以本發明提供的電 荷泵電路降低了“紋波”現象，提高了電荷泵電路輸出信號的穩定性。

附圖說明

圖1為一種現有電荷泵電路結構示意圖；

圖2為圖1所示電路的輸出信號和控制信號的波形圖；

圖3為另一種包含備用電荷泵的電荷泵電路結構圖；

圖4為本發明實施例中電荷泵電路結構示意圖；

圖5為備用電荷泵開關控制電路結構示意圖；

圖6為本實施例的另一種電荷泵電路結構示意圖。

具體實施方式