一种晶体管、电荷泵组件以及电荷泵制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种晶体管、电荷泵组件以及电荷泵，该晶体管外部接入端包括源极在内的至少两个接入端，其内部形成有至少一个等效二极管，与其中一个接入端相连，与所述等效二极管相连的接入端作为中间电压输入端，其他所述接入端作为高电压输入端，其中，所述高电压输入端的允许输入电压高于中间电压输入端的允许输入电压，且所述中间电压输入端的允许输入电压小于所述等效二极管的击穿电压。与现有的晶体管相比，本发明专利技术实施例提供的晶体管允许输入的电压较高，将其应用于电荷泵中，可以达到提高电荷泵输出电压的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及电荷泵电路技术，尤其涉及一种晶体管、电荷泵组件以及电荷泵。
技术介绍
近年，随着科技的发展，硅微机电系统传感器在设计和工艺上有显著的突破，以硅微机电系统振荡器为例，它正不断地攻占石英振荡器在传统时序市场上的地位。当将硅微机电系统振荡器应用在通信领域时，该微机电系统谐振器需要配置一个较高的直流电压，这样可以减少其动态阻抗，提高信号能量输出，亦可以透过调变偏压，改变微机电系统谐振器的振动频率，以满足低相噪和频率微调的需求。但是，现有技术中用来为硅微机电系统振荡器提供电压的电荷泵往往受到器件特性的限制并不能提供较高的输出电压。例如，图1为现有技术中1.8VCMOS晶体管的结构示意图，该晶体管的外部接入端包括源极14、体偏置端13以及深N阱引出端12，内部结构包括P型衬底101，形成于P型衬底101中的深N阱102，形成于深N阱102中的P阱103，形成于P阱103中的源区104和漏区105，形成于源区104和漏区105之间的P阱103上的栅极绝缘层106。该源极14从源区104引出形成，该漏极15从漏区105引出形成，该栅极16形成于栅极绝缘层106之上，该体偏置端13从P阱103中引出形成，该深N阱引出端12从深N阱102引出形成。如图1所示，深N阱102与P型衬底101之间形成一个等效二极管21。在使用时，该晶体管的源极14、体偏置端13以及深N阱引出端12共同作为电压输入端。由于此1.8VCMOS晶体管其内部结构中深N阱102与P型衬底101之间形成的等效二极管21击穿电压约为15V，其电压输入端不能输入高于15V的电压，以至于不能提供较高的输出电压。无疑，这就将限制硅微机电系统在通信应用领域的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种晶体管、电荷泵组件以及电荷泵，以实现提高电荷泵的输出电压的目的。第一方面，本专利技术实施例提供了一种晶体管，该晶体管外部接入端包括源极在内的至少两个接入端，其内部形成有至少一个等效二极管，与其中一个接入端相连，与所述等效二极管相连的接入端作为中间电压输入端，其他所述接入端作为高电压输入端，其中，所述高电压输入端的允许输入电压高于中间电压输入端的允许输入电压，且所述中间电压输入端的允许输入电压小于所述等效二极管的击穿电压。进一步地，所述晶体管的内部结构具体包括：P型衬底，在所述P型衬底中形成的深N阱，在所述深N阱中形成的P阱，从所述P阱中引出的体偏置端，在所述P阱中形成的源区和漏区，从所述深N阱引出的深N阱引出端，从所述源区中引出的源极，从所述漏区中引出的漏极，以及栅极；其中，所述深N阱与所述P型衬底之间形成第一等效二极管，所述源区和所述P阱之间形成第二等效二极管；所述源极作为所述高电压输入端，所述体偏置端以及深N阱引出端作为所述中间电压输入端；所述中间电压输入端的允许输入电压小于所述第一等效二极管的击穿电压；所述高电压输入端的允许输入电压小于所述中间电压输入端实际输入电压与所述第二等效二极管的击穿电压之和。第二方面，本专利技术实施例还提供了电荷泵组件，该电荷泵组件包括本专利技术所提供的任意一种晶体管，各所述晶体管的高电压输入端和中间电压输入端分别与不同的电源输入端相连。进一步地，该电荷泵组件包括六个所述晶体管、四个电容以及四个时钟，分别为：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一时钟、第二时钟、第三时钟以及第四时钟；所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管以及所述第四晶体管的高电压输入端电连接后作为所述电荷泵组件的第一电压输入端，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管以及所述第六晶体管的中间压输入端电连接后作为所述电荷泵组件的第二电压输入端；所述第一晶体管的漏极与所述第一电容的第一端电连接，所述第一晶体管的栅极与所述第二电容的第一端电连接；所述第二晶体管的漏极与所述第二电容的第一端电连接，所述第二晶体管的栅极与所述第三电容的第一端电连接；所述第三晶体管的漏极与所述第三电容的第一端电连接，所述第三晶体管的栅极与所述第二电容的第一端电连接；所述第四晶体管的漏极与所述第四电容的第一端电连接，所述第四晶体管的栅极与所述第三电容的第一端电连接；所述第五晶体管的源极和栅极与所述第一电容的第一端电连接；所述第六晶体管的源极和栅极与所述第四电容的第一端电连接；所述第一电容的第二端与所述第一时钟电连接；所述第二电容的第二端与所述第三时钟电连接；所述第三电容的第二端与所述第四时钟电连接；所述第四电容的第二端与所述第二时钟电连接；所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的漏极电连接后作为所述电荷泵组件的输出端。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电荷泵，该电荷泵包括至少一个本专利技术提供的电荷泵组件；各所述电荷泵组件依次串联。进一步地，各所述电荷泵组件中，所述第一时钟与所述第三时钟打开时间不同；并且，所述第二时钟与所述第四时钟打开时间不同。进一步地，该电荷泵还包括时钟信号产生器；所述时钟信号产生器与各所述电荷泵组件的第一时钟、第二时钟、第三时钟、以及第四时钟均电连接，以控制各所述电荷泵组件的工作状态。进一步地，该电荷泵还包括时电压调整电路；所述电压调整电路的输入端与所述电荷泵的输出端电连接，所述电压调整电路的输出端与所述时钟信号产生器的输入端电连接，以根据所述电荷泵的输出信号，控制所述时钟信号产生器。本专利技术实施例通过根据各输入端与其内部形成的等效二极管的连接关系，将各输入端划分为高电压输入端和中间电压输入端，并根据其内部所形成的等效二极管的击穿电压，向该晶体管高电压输入端和中间电压输入端输入不同电压，解决了现有的晶体管由于受到内部形成的等效二极管击穿电压的限制，允许输入的电压较低的问题，提高了晶体管允许输入电压，并且将该晶体应用于电荷泵中，可以达到提高电荷泵输出电压的目的。附图说明图1是现有技术中的一种晶体管的结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的一种晶体管的结构示意图；图3是本专利技术实施例三提供的一种电荷泵组件的电路图；图4是一组用于驱动图3中提供的电荷泵组件的时钟信号波形图；图5是本专利技术实施例四提供的一种电荷泵的结构示意图。具体实施方式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管，外部接入端包括源极在内的至少两个接入端，其内部形成有至少一个等效二极管，与其中一个接入端相连，其特征在于：与所述等效二极管相连的接入端作为中间电压输入端，其他所述接入端作为高电压输入端，其中，所述高电压输入端的允许输入电压高于中间电压输入端的允许输入电压，且所述中间电压输入端的允许输入电压小于所述等效二极管的击穿电压。

【技术特征摘要】
1.一种晶体管，外部接入端包括源极在内的至少两个接入端，其内部形成
有至少一个等效二极管，与其中一个接入端相连，其特征在于：
与所述等效二极管相连的接入端作为中间电压输入端，其他所述接入端作
为高电压输入端，其中，所述高电压输入端的允许输入电压高于中间电压输入
端的允许输入电压，且所述中间电压输入端的允许输入电压小于所述等效二极
管的击穿电压。
2.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述晶体管的内部结构具
体包括：
P型衬底，
在所述P型衬底中形成的深N阱，
在所述深N阱中形成的P阱，
从所述P阱中引出的体偏置端，
在所述P阱中形成的源区和漏区，
从所述深N阱引出的深N阱引出端，
从所述源区中引出的源极，
从所述漏区中引出的漏极，以及
栅极；
其中，所述深N阱与所述P型衬底之间形成第一等效二极管，所述源区和所
述P阱之间形成第二等效二极管；
所述源极作为所述高电压输入端，所述体偏置端以及深N阱引出端作为所述
中间电压输入端；
所述中间电压输入端的允许输入电压小于所述第一等效二极管的击穿电压；
所述高电压输入端的允许输入电压小于所述中间电压输入端实际输入电压
与所述第二等效二极管的击穿电压之和。
3.一种电荷泵组件，其特征在于，包括至少一个权利要求1或2所述的晶
体管，各所述晶体管的高电压输入端和中间电压输入端分别与不同的电源输入
端相连。
4.根据权利要求3所述的电荷泵组件，其特征在于，包括六个所述晶体管、
四个电容以及四个时钟，分别为：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第
四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第一电容、第二电容、第三电容、第四
电容、第一时钟、第二时钟、第三时钟以及第四时钟；
所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管以及所述第四晶体管
的高电压输入端电连接后作为所述电荷泵组件的第一电压输入端，所述第一晶
体管、所述第二晶体管、所述第三晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：许国辉，邝国华，
申请(专利权)人：上海芯赫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31