[發明專利]包含多柵極晶體管的電荷泵電路及其操作方法

有效

• 申請號: 201380016083.7
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104205594B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: R·費蘭特
• 申請（專利權）人: SOITEC公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

1.一種電荷泵電路，包括：

-用于輸入待升高的電壓(Vin)的輸入節點；

-用于輸出已升高的電壓(Vout)的輸出節點；

-串聯在所述輸入節點與所述輸出節點之間的多個泵級，每個泵級包括至少一個電荷轉移晶體管(T1-T4)，其中所述至少一個電荷轉移晶體管是雙柵極晶體管，其包括第一柵極和第二柵極，所述第一柵極用于根據施加到所述第一柵極的第一控制信號導通或關斷所述晶體管，所述第二柵極用于根據施加到所述第二柵極的第二控制信號修改所述晶體管的閾值電壓，其中所述第一控制信號和第二控制信號具有相同相位，

其特征在于施加到泵級的至少一個電荷轉移晶體管的第二柵極的第二控制信號的電壓電平在串聯連接的多個泵級中從一個泵級到下一個泵級時升高。

2.根據權利要求1所述的電荷泵電路，其中每個泵級包括級輸入節點和級輸出節點，并且施加到泵級的至少一個電荷轉移晶體管的第二柵極的第二控制信號的電壓電平是以下中的一個：

-所述泵級或串聯連接的多個泵級中的一個后面泵級的級輸入節點的電壓電平；以及

-所述泵級或串聯連接的多個泵級中對應地所述后面泵級的級輸出節點的電壓電平。

3.根據權利要求1-2中任一項所述的電荷泵電路，包括至少一個電壓電平轉換電路，所述電壓電平轉換電路用于提供施加到每個泵級的至少一個電荷轉移晶體管的第二柵極的所述第二控制信號，所述電壓電平轉換電路包括多個串聯的布爾邏輯門，每個布爾邏輯門與一個所述泵級相關聯，并且傳遞待施加到相關聯泵級的至少一個電荷轉移晶體管的第二柵極的第二控制信號。

4.根據權利要求3所述的電荷泵電路，其中每個布爾邏輯門設置在以下之間：

-高功率電源，所述高功率電源連接至所述相關聯泵級或串聯連接的多個泵級中的一個后面泵級的輸出節點；以及

-低功率電源，所述低功率電源連接至所述相關聯泵級或串聯連接的多個泵級中對應地所述后面泵級的輸入節點。

5.根據權利要求4所述的電荷泵電路，其中每個布爾邏輯門均為反相器。

6.根據權利要求3所述的電荷泵電路，其中所述電壓電平轉換電路包括雙柵極晶體管。

7.根據權利要求1-2中任一項所述的電荷泵電路，其中泵級的至少一個電荷轉移晶體管的第二柵極連接到泵級的中間節點上。

8.根據權利要求7所述的電荷泵電路，其中每個泵級包括具有第一端子和第二端子的至少一個電容器，時鐘信號被施加到所述第一端子，所述第二端子連接到所述中間節點上。

9.根據權利要求7所述的電荷泵電路，其中泵級的至少一個電荷轉移晶體管的第二柵極連接到所述泵級或串聯連接的多個泵級中的一個后面泵級的中間節點上。

10.一種電荷泵電路的操作方法，所述電荷泵電路包括：

-用于輸入待升高的電壓的輸入節點；

-用于輸出已升高的電壓的輸出節點；

-串聯在所述輸入節點與所述輸出節點之間的多個泵級，每個泵級包括至少一個電荷轉移晶體管，其中所述至少一個電荷轉移晶體管是雙柵極晶體管，其包括第一柵極和第二柵極，所述第一柵極用于根據施加到所述第一柵極的第一控制信號導通或關斷所述晶體管，所述第二柵極用于根據施加到所述第二柵極的第二控制信號修改所述晶體管的閾值電壓，

所述方法包括：

-向所述輸入節點施加待升高的輸入電壓，

-向每個泵級的至少一個電荷轉移晶體管的第一柵極施加第一控制信號，

-向每個泵級的所述至少一個電荷轉移晶體管的第二柵極施加第二控制信號，所述第二控制信號與所述第一控制信號同相，

-使施加到泵級的至少一個電荷轉移晶體管的第二柵極的第二控制信號的電壓電平在串聯連接的多個泵級中從一個泵級到下一個泵級時升高。