[發(fā)明專利]具有降低的二極管閾值電壓和開態(tài)電阻的切換電容器電荷泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710694835.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN108964445B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 勾文敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格芯公司
• 主分類號(hào): H02M3/07
• 分類號(hào): H02M3/07
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 李崢;于靜

1.一種包括基于二極管的Dickson電荷泵的結(jié)構(gòu)，所述基于二極管的Dickson電荷泵被配置為使用獨(dú)立的多柵極器件，以在充電和泵浦階段期間降低多個(gè)晶體管二極管的閾值電壓，所述結(jié)構(gòu)還包括：

第一反相器，具有第一輸出，所述第一輸出被經(jīng)由第一電容器連接到所述基于二極管的Dickson電荷泵的第二級(jí)和第三級(jí)之間的第二節(jié)點(diǎn)和被經(jīng)由第二電容器連接到所述基于二極管的Dickson電荷泵的第四級(jí)和第五級(jí)之間的第四節(jié)點(diǎn)；以及

第二反相器，具有第二輸出，所述第二輸出被經(jīng)由第三電容器連接到所述基于二極管的Dickson電荷泵的第一級(jí)和所述第二級(jí)之間的第一節(jié)點(diǎn)和被經(jīng)由第四電容器連接到所述基于二極管的Dickson電荷泵的所述第三級(jí)和所述第四級(jí)之間的第三節(jié)點(diǎn)，

其中所述電荷泵的第一級(jí)的晶體管二極管的背柵極被采用所述第一反相器輸出的切換時(shí)鐘電壓偏置，所述第一級(jí)的晶體管二極管的前柵極被采用所述電荷泵的輸入電壓偏置，所有后續(xù)級(jí)中的后續(xù)晶體管二極管的背柵極被采用為該后續(xù)晶體管二極管的前柵極電壓所產(chǎn)生的相同的切換電壓偏置，

其中所述后續(xù)晶體管二極管是全耗盡絕緣體上硅NFET器件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述獨(dú)立的多柵極器件是所述全耗盡絕緣體上硅NFET器件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述全耗盡絕緣體上硅NFET器件包括源極和漏極，所述源極和所述漏極通過絕緣層與襯底的阱隔離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述基于二極管的Dickson電荷泵包括多個(gè)級(jí)聯(lián)的Villard倍增器和峰值檢測(cè)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述多個(gè)級(jí)聯(lián)的Villard倍增器之后是所述峰值檢測(cè)器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述電荷泵被配置為使用所述獨(dú)立的多柵極器件，以在保持階段期間將所述多個(gè)晶體管二極管的所述閾值電壓返回到比在所述充電和泵浦階段期間的所述多個(gè)晶體管二極管的所述閾值電壓更高的電壓。

7.一種包括基于二極管的Dickson電荷泵的結(jié)構(gòu)，所述基于二極管的Dickson電荷泵配置為使用全耗盡絕緣體上硅結(jié)構(gòu)，以在充電和泵浦階段期間降低多個(gè)晶體管二極管的閾值電壓，所述結(jié)構(gòu)還包括：

第一反相器，具有第一輸出，所述第一輸出被經(jīng)由第一電容器連接到所述基于二極管的Dickson電荷泵的第二級(jí)和第三級(jí)之間的第二節(jié)點(diǎn)和被經(jīng)由第二電容器連接到所述基于二極管的Dickson電荷泵的第四級(jí)和第五級(jí)之間的第四節(jié)點(diǎn)；以及

第二反相器，具有第二輸出，所述第二輸出被經(jīng)由第三電容器連接到所述基于二極管的Dickson電荷泵的第一級(jí)和所述第二級(jí)之間的第一節(jié)點(diǎn)和被經(jīng)由第四電容器連接到所述基于二極管的Dickson電荷泵的所述第三級(jí)和所述第四級(jí)之間的第三節(jié)點(diǎn)，

其中所述基于二極管的Dickson電荷泵的第一級(jí)的晶體管二極管的背柵極被采用所述第一反相器輸出的切換時(shí)鐘電壓偏置，所述第一級(jí)的晶體管二極管的前柵極被采用所述電荷泵的輸入電壓偏置，

所有后續(xù)級(jí)中的后續(xù)晶體管二極管的背柵極被采用為該后續(xù)晶體管二極管的前柵極電壓所產(chǎn)生的相同的切換電壓偏置，

其中所述后續(xù)晶體管二極管是全耗盡絕緣體上硅NFET器件。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述全耗盡絕緣體上硅結(jié)構(gòu)包括源極和漏極，所述源極和所述漏極通過絕緣層與襯底的阱隔離。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述基于二極管的Dickson電荷泵包括多個(gè)級(jí)聯(lián)的Villard倍增器，所述多個(gè)級(jí)聯(lián)的Villard倍增器之后是峰值檢測(cè)器。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述基于二極管的Dickson電荷泵被配置為使用所述全耗盡絕緣體上硅結(jié)構(gòu)，以在保持階段期間將所述多個(gè)晶體管二極管的所述閾值電壓返回到比在所述充電和泵浦階段期間的所述多個(gè)晶體管二極管的所述閾值電壓更高的電壓。