电荷泵和集成电路芯片制造技术

本文描述了一种电荷泵和集成电路芯片。电荷泵包括充电

【技术实现步骤摘要】
电荷泵和集成电路芯片


[0001]本公开的实施例一般地涉及电子领域，更具体而言涉及一种电荷泵和包括该电荷泵的集成电路芯片。

技术介绍

[0002]电荷泵(charge pump)是一种直流
‑
直流转换器，利用电容器为储能元件，多用来产生比输入电压大的输出电压，或是产生负的输出电压。在一些情形下，电荷泵利用一些开关元件来控制连接到电容器的电压。例如，可以配合二阶段的循环，用较低的输入电压产生较高的脉冲电压输出。在循环的第一阶段，电容器连接到电源端，因此充电到和电源相同的电压。在第二阶段会调整电路组态以输出更高的泵浦电压。
[0003]然而，常规的电荷泵存在诸如效率较低以及输出的泵浦电压需要较长时间才能达到稳定值之类的问题。因此，业界需要改进的电荷泵。

技术实现思路

[0004]鉴于上述内容，本公开的实施例旨在提供一种改进的电荷泵，以解决或缓解上述问题的至少一部分。
[0005]在第一方面，提供了一种电荷泵。电荷泵包括充电
‑
放电电路和输出电路。充电
‑
放电电路包括第一充电
‑
放电部和第二充电
‑
放电部。第一充电
‑
放电部被配置为基于第一输入电压生成第一升压信号。第一升压信号在第一时间段期间为比第一输入电压高的第一电平，并且第一升压信号在第一时间段之后的第二时间段期间停止输出第一电平。第二充电
‑
放电部被配置为基于第二输入电压生成第二升压信号。第二升压信号在第二时间段期间为比第二输入电压高的第二电平，并且第二升压信号在第一时间段期间停止输出第二电平。输出电路，包括第一输出部和第二输出部。第一输出部被配置为基于第一升压信号在第一时间段期间经由输出端子提供第一输出信号。第二输出部被配置为基于第二升压信号在第二时间段期间经由输出端子提供第二输出信号。
[0006]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，第一充电
‑
放电部包括第一级和第二级。第一级被配置为在第一时间段期间使用第一输入电压对第一泵浦电容器进行充电，并且在第二时间段期间使用经充电的第一泵浦电容器进行放电。第二级被配置为在第一时间段期间通过已充电的第二泵浦电容器放电来生成第一电平，并且在第二时间段期间使用第一级的放电所提供的电压来对第二泵浦电容器进行充电。
[0007]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，第二充电
‑
放电部包括第三级和第四级。第三级被配置为在第一时间段期间使用已充电的第三泵浦电容器进行放电，并且在第二时间段期间使用第二输入电压来对第三泵浦电容器进行充电。第四级被配置为在第一时间段期间使用第三级的放电所提供的电压来对第四泵浦电容器进行充电，并且在第二时间段期间使用第四泵浦电容器生成第二电平。
[0008]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，第一输出部和第二输出部中的至少一个
输出部包括：第一晶体管，耦合在至少一个输出部的输入节点和输出节点之间，第一晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第一阱区；第二晶体管，耦合在输入节点和第一晶体管的第一控制端子之间，第二晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第二阱区；第一电容器，具有耦合至第一时钟节点的第一端；第二电容器，耦合在第二时钟节点和第二晶体管的第二控制端子之间；第三晶体管，耦合在反馈节点和第一电容器的第二端之间，第三晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第三阱区；第四晶体管，耦合在输入节点和阱节点之间，第四晶体管的第四控制端子耦合至第三晶体管的第三控制端子，第四晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第四阱区；第五晶体管，耦合在第二控制端子和输出节点之间，第五晶体管的第五控制端子耦合至第一控制端子，第五晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第五阱区；以及第六晶体管，耦合在第二晶体管和第三晶体管之间，第六晶体管的第六控制端子耦合至第一控制端子，第六晶体管为第二类型晶体管并且具有耦合至第六晶体管的源漏区的第六阱区，源漏区耦合至第一电容器和第三晶体管，第二类型晶体管不同于第一类型晶体管。
[0009]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，电荷泵还包括：第一二极管，耦合在电源电压和输出节点之间；第二二极管，耦合在电源电压和第一控制端子之间；第三二极管，耦合在电源电压和阱节点之间；第四二极管，耦合在电源电压和第一电容器的第二端子之间；第五二极管，耦合在电源电压和第六控制端子之间；以及第六二极管，耦合在电源电压和第四控制端子之间。
[0010]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，第一级、第二级、第三级和第四级中的至少一个级包括：第一晶体管，耦合在至少一个级的输入节点和输出节点之间，第一晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第一阱区；第二晶体管，耦合在输入节点和第一晶体管的第一控制端子之间，第二晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第二阱区；第一电容器，具有耦合至第一时钟节点的第一端；第二电容器，耦合在第二时钟节点和第二晶体管的第二控制端子之间；第三晶体管，耦合在反馈节点和第一电容器的第二端之间，第三晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第三阱区；第四晶体管，耦合在输入节点和阱节点之间，第四晶体管的第四控制端子耦合至第三晶体管的第三控制端子，第四晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第四阱区；第五晶体管，耦合在第二控制端子和输出节点之间，第五晶体管的第五控制端子耦合至第一控制端子，第五晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第五阱区；第六晶体管，耦合在第二晶体管和第三晶体管之间，第六晶体管的第六控制端子耦合至第一控制端子，第六晶体管为第二类型晶体管并且具有耦合至第六晶体管的源漏区的第六阱区，源漏区耦合至第一电容器和第三晶体管，第二类型晶体管不同于第一类型晶体管；以及泵浦电容器，耦合在输出节点和第三时钟节点之间。
[0011]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，电荷泵还包括第一二极管，耦合在电源电压和输出节点之间；第二二极管，耦合在电源电压和第一控制端子之间；第三二极管，耦合在电源电压和阱节点之间；第四二极管，耦合在电源电压和第一电容器的第二端子之间；第五二极管，耦合在电源电压和第六控制端子之间；以及第六二极管，耦合在电源电压和第四控制端子之间。
[0012]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，第一类型晶体管是N型场效应晶体管，并
且第二类型晶体管是P型场效应晶体管。
[0013]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，第一输出部的反馈节点耦合至第二输出部的输入节点；第二输出部的反馈节点耦合至第一输出部的输入节点；第一输出部的第一控制端子耦合至第二输出部的第四控制端子；第二输出部的第一控制端子耦合至第一输出部的第四控制端子；以及第一输出部的阱节点耦合至第二输出部的阱节点。
[0014]在第一方面的电荷泵的一些实现方式中，第一级的反馈节点耦合至第二级的输入节点；第二级的反馈节点耦合至第一级的输入节点；第一级的第一控制端子耦合至第二级的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵，包括：充电
‑
放电电路，包括：第一充电
‑
放电部，被配置为基于第一输入电压生成第一升压信号，所述第一升压信号在第一时间段期间为比所述第一输入电压高的第一电平，并且所述第一升压信号在所述第一时间段之后的第二时间段期间停止输出所述第一电平；以及第二充电
‑
放电部，被配置为基于第二输入电压生成第二升压信号，所述第二升压信号在所述第二时间段期间为比所述第二输入电压高的第二电平，并且所述第二升压信号在所述第一时间段期间停止输出所述第二电平；以及输出电路，包括：第一输出部，被配置为基于所述第一升压信号在所述第一时间段期间经由输出端子提供第一输出信号；以及第二输出部，被配置为基于所述第二升压信号在所述第二时间段期间经由所述输出端子提供第二输出信号。2.根据权利要求1所述的电荷泵，其中所述第一充电
‑
放电部包括：第一级，被配置为在所述第一时间段期间使用所述第一输入电压对第一泵浦电容器进行充电，并且在所述第二时间段期间使用经充电的所述第一泵浦电容器进行放电，以及第二级，被配置为在所述第一时间段期间通过已充电的第二泵浦电容器放电来生成所述第一电平，并且在所述第二时间段期间使用所述第一级的放电所提供的电压来对所述第二泵浦电容器进行充电。3.根据权利要求1或2所述的电荷泵，其中所述第二充电
‑
放电部包括：第三级，被配置为在所述第一时间段期间使用已充电的第三泵浦电容器进行放电，并且在所述第二时间段期间使用所述第二输入电压来对所述第三泵浦电容器进行充电；以及第四级，被配置为在所述第一时间段期间使用所述第三级的放电所提供的电压来对第四泵浦电容器进行充电，并且在所述第二时间段期间使用所述第四泵浦电容器生成所述第二电平。4.根据权利要求2所述的电荷泵，其中所述第一输出部和所述第二输出部中的至少一个输出部包括：第一晶体管，耦合在所述至少一个输出部的输入节点和输出节点之间，所述第一晶体管为第一类型晶体管并且具有耦合至阱节点的第一阱区；第二晶体管，耦合在所述输入节点和所述第一晶体管的第一控制端子之间，所述第二晶体管为所述第一类型晶体管并且具有耦合至所述阱节点的第二阱区；第一电容器，具有耦合至所述第一时钟节点的第一端；第二电容器，耦合在第二时钟节点和所述第二晶体管的第二控制端子之间；第三晶体管，耦合在反馈节点和所述第一电容器的第二端之间，所述第三晶体管为所述第一类型晶体管并且具有耦合至所述阱节点的第三阱区；第四晶体管，耦合在所述输入节点和阱节点之间，所述第四晶体管的第四控制端子耦合至所述第三晶体管的第三控制端子，所述第四晶体管为所述第一类型晶体管并且具有耦合至所述阱节点的第四阱区；第五晶体管，耦合在所述第二控制端子和所述输出节点之间，所述第五晶体管的第五
控制端子耦合至所述第一控制端子，所述第五晶体管为所述第一类型晶体管并且具有耦合至所述阱节点的第五阱区；以及第六晶体管，耦合在所述第二晶体管和所述第三晶体管之间，所述第六晶体管的第六控制端子耦合至所述第一控制端子，所述第六晶体管为所述第二类型晶体管并且具有耦合至所述第六晶体管的源漏区的第六阱区，所述源漏区耦合至所述第一电容器和所述第三晶体管，所述第二类型晶体管不同于所述第一类型晶体管。5.根据权利要求4所述的电荷泵，还包括：第一二极管，耦合在电源电压和所述输出节点之间；第二二极管，耦合在所述电源电压和所述第一控制端子之间；第三二极管，耦合在所述电源电压和所述阱节点之间；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷宁淳，
申请(专利权)人：博大融科北京信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：