[發明專利]一種高壓電荷泵

有效

• 申請號: 202011161840.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112134456B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 權磊;羅晟;任羅偉
• 申請（專利權）人: 無錫中微愛芯電子有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/088
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

1.一種高壓電荷泵，其特征在于：包括控制邏輯電路（100）、泵電路開關管驅動電路（200）、防止電荷回流電路（300）和泵電路（400），所述泵電路開關管驅動電路（200）連接至所述控制邏輯電路（100）上，所述防止電荷回流電路（300）連接至所述泵電路開關管驅動電路（200）上，所述泵電路（400）連接至所述泵電路開關管驅動電路（200）和所述防止電荷回流電路（300）上；

所述控制邏輯電路（100）用于產生非交疊時鐘信號CLK1、CLK1_RS、CLK2、CLK2_RS、CLK3、CLK3_RS與CLK4、CLK4 _RS；

所述泵電路開關管驅動電路（200）包括電平轉換N電路、電平轉換P電路，PMOS管P14與NMOS管N12構成Class AB輸出驅動級，其中，電平轉換N電路輸入、輸出信號同相，其輸出信號連接到P14柵極，正電源與輸出驅動級正電源相連，負電源為零電位VSSB；電平轉換P電路輸入、輸出信號同相，其輸出信號連接到N12柵極，負電源與輸出驅動級負電源相連，正電源為零電位VSSB，其中VGL為輸入負電源，且VGL小于AVEE，所述泵電路開關管驅動電路（200）中，輸入非交疊時鐘信號被轉換成不同電壓域的信號后，分別獨立地控制輸出驅動級PMOS管與NMOS管的柵極；

所述防止電荷回流電路（300）包括PMOS管P15，用于開關管P11的防止電荷回流電路，其柵極與開關管P11源極連接到AVDD，其源極與開關管P11漏極連接到飛線電容Cf正極CPf，其漏極連接到開關管P11的柵極，用于防止飛線電容正極CPf節點電荷向AVDD回流，同樣的所述防止電荷回流電路（300）作用于開關管P12，其柵極與開關管P12源極連接到飛線電容Cf正極CPf，其源極與開關管P12漏極連接到輸出端VGH，其漏極連接于開關管P12的柵極，用于防止輸出VGH端電荷向飛線電容回流；

所述泵電路（400）包括開關管P11、開關管P12、開關管P13、開關管N11與飛線電容Cf，輸入AVDD為正電源，AVEE為負電源，用于產生輸出電壓VGH，所述開關管P12的輸出電壓VGH上連接有電容C_OUT。

2.根據權利要求1所述的一種高壓電荷泵，其特征在于：所述開關管P11的驅動電路中，輸出驅動級正電源連接到CPf，負電源連接到VGL，CLK1被轉換為電壓域為VSSB~VCPf的信號，控制輸出驅動級PMOS管，CLK1_RS被轉換為電壓域為VSSB~VGL的信號，控制輸出驅動級NMOS管。

3.根據權利要求1所述的一種高壓電荷泵，其特征在于：所述開關管N11的驅動電路中，輸出驅動級正電源連接到VGH，負電源連接到AVEE，CLK2被轉換為電壓域為VSSB~VGH的信號，控制輸出驅動級PMOS管，CLK2_RS被轉換為電壓域為VSSB~AVEE的信號，控制輸出驅動級NMOS管。

4.根據權利要求1所述的一種高壓電荷泵，其特征在于：所述開關管P12的驅動電路中，輸出驅動級正電源連接到VGH，負電源連接到VGL，CLK4被轉換為電壓域為VSSB~VGH的信號，控制輸出驅動級PMOS管，CLK4_RS被轉換為電壓域為VSSB~VGL的信號，控制輸出驅動級NMOS管。

5.根據權利要求1所述的一種高壓電荷泵，其特征在于：所述開關管P13的驅動電路中，輸出驅動級正電源連接到AVDD，負電源連接到VGL，CLK3被轉換為電壓域為VSSB~AVDD的信號，控制輸出驅動級PMOS管，CLK3_RS被轉換為電壓域為VSSB~VGL的信號，控制輸出驅動級NMOS管。

6.根據權利要求1所述的一種高壓電荷泵，其特征在于：所述泵電路開關管驅動電路（200）把每個開關管的時鐘信號轉換到兩個不同電壓域，分別獨立控制開關管驅動電路的PMOS驅動管與NMOS驅動管。

7.根據權利要求1所述的一種高壓電荷泵，其特征在于：所述防止電荷回流電路（300）在非交疊時鐘死區時間內，通過關斷其所作用的開關管，避免了存儲在飛線電容與電容C_OUT上的電荷出現回流導致的損耗。