[實用新型]一種電荷泵

有效

• 申請號: 202222043073.1
• 申請日: 2022-08-04
• 公開（公告）號: CN218416180U
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉強;于翔;謝程益
• 申請（專利權）人: 圣邦微電子（北京）股份有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M1/14;H02M3/07
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 趙卿

一種電荷泵，其特征在于：所述電荷泵包括一級電荷泵、二級電荷泵、濾波延時單元；其中，所述濾波延時單元，連接在時鐘信號與所述二級電荷泵的時鐘控制端之間，對所述二級電荷泵的時鐘控制端進行濾波和延時。本發明方法簡單、結果精確，使得二級電荷泵的輸出電壓足夠穩定，使得電荷泵具備了更為廣泛的應用價值。

技術領域

本實用新型涉及集成電路領域，更具體的，涉及一種電荷泵。

背景技術

目前，電荷泵作為一種直流-直流轉換器，能夠利用電容器為儲能元件，能夠產生比輸入電壓更大的輸出電壓，具有較高的能量效率，電路結構簡單，因此具有廣泛的應用場景。然而，在這類電荷泵當中，由于時鐘信號會在高低電平的切換時刻造成電荷泵內MOS管的同時導通，因此電荷泵的內部電流會在每個時鐘信號電平切換點上發生瞬時電流沖激效應，從而導致輸出電壓的紋波較大。

為了進一步提高電荷泵的能量效率，現有技術中常常采用多個電荷泵級聯的方式實現更高的輸出電壓。當多級電荷泵級聯使用時，還會更進一步的導致輸出電壓紋波的放大。

針對上述問題，本實用新型提供了一種新的電荷泵。

實用新型內容

為解決現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在于，提供一種電荷泵，該電荷泵中包括二級電荷泵的級聯結構，另外，通過調節兩個電荷泵之間時鐘控制信號的相位差，使得輸出電壓的紋波得到了充分抑制。

本實用新型采用如下的技術方案。

本實用新型第一方面，涉及一種電荷泵，電荷泵包括一級電荷泵、二級電荷泵、濾波延時單元；其中，濾波延時單元，連接在時鐘信號與二級電荷泵的時鐘控制端之間，對二級電荷泵的時鐘控制端進行濾波和延時。

優選地，濾波延時單元包括第一反相器、濾波電阻、濾波電容、第二反相器和第三反相器；其中，第一反相器的輸入端接入時鐘信號，輸出端與濾波電阻的一端連接；濾波電阻的另一端分別連接濾波電容的上極板、第二反相器的輸入端；濾波電容的下極板接地，第二反相器的輸出端生成輸出延時第一信號，并與二級電荷泵的第一時鐘控制端連接；第二反相器的輸出端接入至第三反相器的輸入端，第三反相器的輸出端生成輸出延時第二信號，并與二級電荷泵的第二時鐘控制端連接。

優選地，一級電荷泵與二級電荷泵的結構相同，且一級電荷泵的輸出端與二級電荷泵的低電壓端連接。

優選地，一級電荷泵包括泵內第一反相器、泵內第二反相器、第一電容、第二電容、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管；其中，第一NMOS管、第二NMOS管的源極接地；第一NMOS管的柵極分別與第二NMOS管的漏極、第二PMOS管的漏極、第一PMOS管的柵極連接；第二NMOS管的柵極分別與第一NMOS管的漏極、第一PMOS管的漏極、第二PMOS管的柵極連接；第一PMOS管、第二PMOS管的源極相互連接，作為一級電荷泵的輸出端；第一電容的上極板連接至第一PMOS管和第一NMOS管的漏極上，下極板與泵內第一反相器的輸出端、泵內第二反相器的輸入端連接；第二電容的上極板連接至第二PMOS管和第二NMOS管的漏極上，下極板與泵內第二反相器的輸出端連接；泵內第一反相器的輸入端接入時鐘信號，泵內第一反相器和泵內第二反相器接入電源電壓作為器件工作電壓。

優選地，二級電荷泵內的第一NMOS管、第二NMOS管的源極作為二級電荷泵的低電壓端；二級電荷泵內的泵內第一反相器的輸出端與泵內第二反相器的輸入端之間互不連接。

優選地，二級電荷泵的時鐘控制端與一級電荷泵的時鐘控制端的相位相差90度。

優選地，基于時鐘信號的周期長度設計濾波延時單元中濾波電容、濾波電阻和反相器的參數，以使得濾波延時單元的時延為n*T±1/4T；其中，T為時鐘信號的周期，n為任意自然數。