[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?zhí)枺?/td>: 201710694835.5
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN108964445B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 勾文敏
• 申請（專利權(quán)）人: 格芯公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: 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

本發(fā)明涉及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。本公開涉及一種包括基于二極管的Dickson電荷泵的結(jié)構(gòu)，其被配置為使用獨立的多柵極器件以在充電和泵浦階段期間降低多個晶體管二極管的閾值電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及切換電容器電荷泵，更具體地，涉及使用自產(chǎn)生的切換背柵極偏置電壓的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。

背景技術(shù)

在典型的體CMOS工藝中，晶體管二極管的體接地。因此，由于背柵極效應(yīng)，典型的體CMOS工藝中的晶體管二極管的閾值電壓是高的。因此，每個晶體管二極管級的閾值電壓隨著對于每個級的晶體管二極管的源極到體電壓(跨源極到體的電壓(即，VSB))的增加而增加。

此外，在典型的體CMOS工藝中，由于每個晶體管二極管級的閾值電壓增加，因此導(dǎo)致較低的最大輸出電壓和較低的電壓轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容

在本公開的一個方面中，結(jié)構(gòu)包括基于二極管的Dickson電荷泵，其被配置為使用獨立的多柵極器件，以在充電和泵浦階段期間降低多個晶體管二極管的閾值電壓。

在本公開的另一個方面中，結(jié)構(gòu)包括基于二極管的Dickson電荷泵，其被配置為使用全耗盡絕緣體上硅(FDSOI)結(jié)構(gòu)，以在充電和泵浦階段期間降低多個晶體管二極管的閾值電壓。

在本公開的另一個方面中，一種方法包括在充電和泵浦階段期間將電荷泵中的多個晶體管二極管的閾值電壓從預(yù)定電壓水平降低，并在保持階段期間將多個晶體管二極管的閾值電壓返回到電荷泵中的預(yù)定電壓水平。

附圖說明

在下面的詳細(xì)描述中通過本公開的示例性實施例的非限制性示例參考所述多個附圖來描述本公開。

圖1A示出了根據(jù)本公開的方面的全耗盡絕緣體上硅(FDSOI)器件。

圖1B示出了根據(jù)本公開的方面的基于二極管的Dickson電荷泵。

圖2A-2B示出了根據(jù)本公開的方面的使用全耗盡絕緣體上硅(FDSOI)結(jié)構(gòu)的基于二極管的電荷泵。

圖3A-3B示出了根據(jù)本公開的方面的第一階段中的基于二極管的電荷泵操作。

圖4A-4B示出了根據(jù)本公開的方面的第二階段(其是第一階段到第三階段之間的過渡階段)中的基于二極管的電荷泵操作。

圖5A-5B示出了根據(jù)本公開的方面的第三階段中的基于二極管的電荷泵操作。

圖6A-6B示出了根據(jù)本公開的方面的第四階段(其是下一個時鐘周期的第三階段到第一階段之間的過渡階段)中的基于二極管的電荷泵操作。

圖7A示出了根據(jù)本公開的方面的基于二極管的電荷泵的性能。

圖7B示出了根據(jù)本公開的方面的基于二極管的電荷泵的性能曲線圖。

具體實施方式

本公開涉及切換電容器電荷泵，更具體地，涉及使用自產(chǎn)生的切換背柵極偏置電壓的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。在更具體的實施例中，電荷泵電壓發(fā)生器利用全耗盡絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)(或任何獨立的多柵極結(jié)構(gòu)技術(shù))來降低開態(tài)期間的晶體管二極管的閾值電壓，并增加截止態(tài)期間的晶體管二極管的閾值電壓。有利地，通過實施電荷泵電壓發(fā)生器，提升了性能并節(jié)省了電力。