[發明專利]一種基于電荷泵結構的穩壓電路

在審

• 申請號: 201810365621.8
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108448891A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 縱振強;李威
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于模擬集成電路電源管理技術領域，具體提出了一種基于電荷泵結構的芯片內部穩壓電路。本電路發明包含：偏置電路、啟動電路、控制電路、振蕩器和電荷泵模塊。輸出電壓由穩壓二極管和晶體管的VBE鉗位而成，當電源電壓較低時通過電荷泵結構抬升其電壓，并且由控制模塊控制輸出電壓由此電路產生還是直接由外部電路提供，使得電路應用更加靈活。另外引入啟動電路，使得在電源電壓較低時讓電荷泵正常工作。此電路不同于傳統的LDO穩壓電路，不需要頻率補償，響應速度更快，功耗較低，能夠起到很好的穩壓功能。

技術領域

本發明屬于模擬集成電路電源管理技術領域，具體涉及一種基于電荷泵結構的穩壓電路。

背景技術

在模擬集成電路技術中，一個穩定的電源電壓對于保證電路的正常工作至關重要。由于電源輸入電壓變化范圍比較大，同時最大電壓超出常壓器件的耐壓，所以對于芯片中的絕大多數模塊不能直接采用電源電壓來供電。因此芯片需要一個電源轉化模塊將不穩定的電源電壓轉化為一個電壓值比較低的性能更優的次級電源電壓。

傳統的次級電源產生電路會采樣LDO結構。因為LDO具有很好的穩壓特性，同時響應速度很快。但是LDO結構需要頻率補償，性能越優的LDO，頻率補償往往越復雜，成本越高，此電路不同于傳統的LDO穩壓電路，應用電荷泵結構，不需要額外的頻率補償，響應速度更快，功耗較低，能夠起到很好的穩壓功能。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種應用于模擬集成電路的基于電荷泵結構的穩壓電路。

本發明的技術方案是：一種基于電荷泵結構的穩壓電路，其電路包括：偏置電路、啟動電路、控制電路、振蕩器和電荷泵模塊。偏置電路一方面給振蕩器模塊提供偏置電流和參考電壓，另一方面限制電荷泵的輸出電壓，只讓其在電源電壓較低時工作，對輸出電壓進行偏置；啟動電路使得電路在電源電壓較低時讓電荷泵正常工作，防止其陷入簡并點；控制電路可以控制輸出電壓是由此電路產生還是直接由外部電路提供。振蕩器結構是電荷泵的核心輔助模塊；電荷泵電路使得當電源電壓較低時，通過電荷泵結構抬升其電壓，使得輸出電壓保持穩定。

所述偏置電路包括：3個NMOS管，2個齊納二極管，6個電阻，1個電容；電阻R6 上端與電荷泵結構中的VC節點相連，下端與齊納二極管ZD4負端相連；電阻R9，R10，R11 上端均與NMOS管M7的源端相連，記為節點V0，電阻R9下端與齊納二極管ZD3負端相連； ZD3與ZD4的正端共同與源漏相接的NMOS管M8的漏端相連，M8的柵端與啟動電路中的NMOS 管M17的柵端相連，為啟動電路提供比較電流；電阻R10下端與電阻R12上端相連，對電壓V0進行分壓，分壓節點記為V4，與振蕩器模塊中的NMOS管M23的柵端相連，給振蕩器提供參考電壓；電阻R11下端與二極管連接的NMOS管M9的漏端相連，為振蕩器模塊提供偏置電流；NMOS管M9的柵端與振蕩器模塊中的NMOS管M24的柵端相連，為其提供偏置電流；NMOS 管M7為寬長比很大的調整開關管，漏端接電源電壓VIN，柵端接電阻R7的左端，電阻R7 的右端與電阻R6的下端、齊納二極管ZD4的負端相連，使得M7管的工作狀態隨著VC節點電壓變化；二極管連接方式的NMOS管M8和M9的源端與電阻R12的下端均接地；電容C5的上極板與R11的上端相連，下端接地。