[發明專利]射頻能量電荷泵

無效

• 申請號: 201010151430.5
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN102237787A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 祝辰;楊逢春
• 申請（專利權）人: 蘇州數倫科技有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術領域】

本發明涉及射頻識別技術領域，特別是涉及一種射頻能量電荷泵。

【背景技術】

射頻能量電荷泵是用來將接收到的射頻信號轉換為不同電平的直流。在超高頻(UHF)無源電子標簽中，整個芯片的能量通過射頻能量電荷泵獲得；在UHF無源電子標簽應用中，能量轉化效率是射頻能量電荷泵最重要的參數，效率越高，意味著更低的射頻輸入能量下，芯片可以工作。

當前UHF無源電子標簽產品中，電荷泵有兩種實現方式：含肖特基二極管結構和純CMOS管結構。含肖特基二極管的結構，寄生效應小，結構簡單，但一致性差；純CMOS管結構一致性相對較好，但能量損耗大，寄生效應大。現有的電荷泵效率(在射頻輸入功率-14.5dbm下實測)最高在20％-30％之間，效率偏低，有待進一步提高。

【發明內容】

為解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種射頻電荷能量泵，其能夠較現有技術而言顯著提高輸出功率。

本發明采用如下技術方案：一種射頻能量電荷泵，用于將接收到的射頻信號轉換為直流輸出，所述射頻能量電荷泵包含：射頻能量輸入端和直流輸出端，所述射頻能量輸入端接收射頻能量，所述直流輸出端耦合到外部電路上；含有Dickson結構的基本單元，其采用MOS管替代或部分替代Dickson結構中的二極管；以及控制端，與所述MOS管的柵極相連，用于調整所述MOS管的柵極電壓的高低。

其中，所述含有Dickson結構的基本單元為若干級串聯。

所述MOS管采用LVT型或Native型MOS管。

所述含有Dickson結構的基本單元為半二極管半MOS管結構、純NMOS管結構、純PMOS管結構或者半NMOS管半PMOS管結構。

本發明還提供了一種UHF無源電子標簽，該電子標簽通過射頻能量電荷泵提供能量，所述射頻能量電荷泵包含：射頻能量輸入端和直流輸出端，所述射頻能量輸入端接收射頻能量，所述直流輸出端耦合到外部電路上；含有Dickson結構的基本單元，其采用MOS管替代或部分替代Dickson結構中的二極管；以及控制端，與所述MOS管的柵極相連，用于調整所述MOS管的柵極電壓的高低。

其中，所述含有Dickson結構的基本單元為若干級串聯。

所述MOS管采用LVT型或Native型MOS管。

所述含有Dickson結構的基本單元為半二極管半MOS管結構、純NMOS管結構、純PMOS管結構或者半NMOS管半PMOS管結構。

本發明的有益效果在于，由于肖特基二極管的電學特性，導致效率隨輸入功率增大而明顯增大(即一致性差)，引入電學特性有利于一致性提高的MOS管后，由于MOS管的柵極電壓可控，提高柵極電壓相當于提供了一個正偏置電壓，由此可以提高輸出電壓，即提高了輸出功率。

【附圖說明】

圖1為本發明射頻能量電荷泵的原理示意圖。

【具體實施方式】

下面結合實施例并參照附圖對本發明作進一步描述。

如圖1所示，為一個UHF無源電子標簽中的射頻能量電荷泵，其用于將接收到的射頻信號轉換為直流輸出，所述射頻能量電荷泵包含：射頻能量輸入端10和直流輸出端60，所述射頻能量輸入端10接收射頻能量，所述直流輸出端40耦合到外部電路上；含有Dickson結構的基本單元，其采用MOS管20、30、40、50分別替代Dickson結構中的二極管；以及控制端，與上述MOS管的柵極相連，用于調整上述MOS管的柵極電壓的高低。本具體實施方式中，含有Dickson結構的基本單元為兩級串聯。本發明射頻能量電荷泵的工作原理如下：

射頻輸入正半周時，V_RF為正，V_X1隨之增大，V_X2隨V_X1增大而增大。當V_X2＞V_X3+V_th，V_X1＞V_X3時，能量通過C3，MOS管50流向電容C5。

射頻輸入負半周時，V_RF為負，V_X1隨之變小，V_X0隨V_X1的減小而減小。當V_X1＜0時，能量通過MOS管30從地流向電容C3。