用于RFID集成电路的电荷泵电路制造技术

本发明专利技术的示范性实施例提供一种电荷泵级（１００），该电荷泵级（１００）包括第一输入节点（１０１）、第二输入节点（１０７）、具有第一端子（１０８）和第二端子（１１０）的去耦电容（１０９）。进一步地，该电荷泵级（１００）包括具有第一接触节点（１０２）和第二接触节点（１１１）的泵控制电路，其中，第一输入节点（１０１）与第一接触节点（１０２）耦接。而且，第二输入节点（１０７）与去耦电容（１０９）的第一端子（１０８）耦接，以及去耦电容（１０９）的第二端子（１１０）与第二接触节点（１１１）耦接并且进一步与地（１１２）耦接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电荷泵领域。尤其，本专利技术涉及用于超高频无线电 频率识别集成电路(UHF-RFID-IC)的电荷泵。
技术介绍
UHF-RFID-IC —般需要操作电源。电源通常包括所谓的电荷泵或 电压倍增器用来提高低电压电源。对电源的一个要求一般是DC电平 被阻止，因此RFID-IC不会出现由于可能的DC电平导致的故障。由 于UHF-RFID-IC用环形天线来操作，所以这种情况尤其如此。通常通 过在RFID-IC的RF分支上提供并联电容来实现这种阻止。图4示意性地示出标准的电压倍增器或电荷泵。图4示出具有 第一输入节点401的电压倍增器400，第一输入节点401与电容403 的第一端子402耦接。电容403的第二端子404与第一电路节点405 耦接。第一电路节点405与第一二极管407的阳极406耦接，而第一 二极管407的阴极与第一输出节点409耦接。第一输入节点401、电 容403、第一二极管407以及第一输出节点409形成了电荷泵400的 第一分支，即所谓的RF分支。第二输入节点410与第二电路节点411耦接，第二电路节点411 与接地的第二输出节点412耦接。而且，第二电路节点411与第二二 极管414的阳极413耦接。第二二极管414的阴极415与第一电路节 点405耦接。第二输入节点410和第二电路节点411，以及第二输出 节点412形成了电荷泵的第二分支，即所谓的较低分支。在电荷泵400的操作过程中，可以在第一输入节点401和第二 输入节点410上施加交流电流或交流电压。这样的话，在这两个输入 节点之间就存在Us的电压差。而且，在第二二极管414上产生电压 降Uf，其对应于该二极管的所谓前向电压。因此，以电压Uef-Uf对RF分支上的电容进行充电，其中Usf代表交流电压Us的峰值。在操作过 程中，电容充电电压被加到峰值Usf上，因此导致"倍增的"电压， 而损耗了该二极管的前向电压。在第一输出节点409和第二输出节点412之间提供的电荷泵400 的总电压是f/e + A -2",而且，在图4中，用虚线描绘了寄生电容。当用交流电流操作 该电荷泵时，这个寄生电容相对于在其上形成了该电荷泵的基底而产 生。在一个等效的电路图中，该寄生电容可以画成耦接于该电荷泵的 第一分支和第二分支之间的一个电容。而且，在图4中示意性地示出存储电容，或所谓的平滑电容416 和电阻负载417，其中存储电容416和电阻负载被耦接在第一输出节 点409和第二输出节点412之间。
技术实现思路
US 6 396 724中公开了类似于图4所示的低电源电荷泵的DC 偏置电压。本专利技术的示范性实施例提供了电荷泵级，该电荷泵级包括第一 输入节点、第二输入节点、具有第一端子和第二端子的去耦电容。而 且，该电荷泵级包括泵控制电路，该泵控制电路具有第一接触节点和 第二接触节点，其中第一输入节点与第一接触节点耦接。而且，第二 输入节点与该去耦电容的第一端子耦接，以及该去耦电容的第二端子 与第二接触节点耦接并且进一步与地耦接。本专利技术的特点是根据本专利技术的电荷泵的去耦电容被耦接到所谓 的较低分支中，即与地耦接的分支，而不是把它耦接到根据本领域的 公知状态的电荷泵中的RF分支中。因此，去耦电容，也被称为第一 电容，可以直接与地耦接。这种耦接可能导致一个事实，即电荷泵的 不可避免的寄生电容被增加到执行电容，即去耦电容。因此，这些电 容现在是有益的，这是由于去耦电容可以被设计得更小。而且，当使 用根据本专利技术的电荷泵时，天线电路的匹配变得更容易是可能的。而且，当使用根据本专利技术的电荷泵时，减少寄生电容对电压倍增器效率 的影响是可能的。而且，去耦电容(也被称为串联电容)的所谓的Q因数，即品质因数，对电荷泵的效率有重要的影响。Q因数可以被计算为Q=X。/RS， 其中X。是串联电抗以及Rs是电容的串联电阻。通常为了获得好的Q 因数，经常在寄生电容和串联电阻之间进行折衷。由于该寄生电容可 以被增加到在根据本专利技术的电荷泵中的执行去耦电容上，所以这种折 衷不再是硬限制。参考从属的权利要求，接下来将描述本专利技术的进一步优选实施例。接下来，将描述本专利技术的电荷泵级的优选示范性实施例。这些 实施例也可以用于多级电荷泵。在另一示范性实施例中，电荷泵级的泵控制电路还包括适合形 成第一输出节点和第二输出节点的第三接触节点和第四接触节点。在进一步的示范性实施例中，泵控制电路还包括第一二极管， 其耦接在第一接触节点和第二接触节点之间。在另一示范性实施例中，泵控制电路还包括第二二极管。在电荷泵级的另一示范性实施例中，第二二极管耦接在第一接 触节点和第三接触节点之间。在示范性实施例中，多级电荷泵包括多个电荷泵级，其中依据 根据本专利技术的电荷泵级来形成至少一个电荷泵级。在另一示范性实施例中，多级电荷泵还包括开关元件，该开关 元件耦接在多个电荷泵级中的不同级之间。在多级电荷泵的另一示范性实施例中，开关元件以电荷泵所提 供的电源电压不倍增的方式被耦接到多级电荷泵中。在多级电荷泵的另一示范性实施例中，开关元件包括晶体管和/ 或MOS二极管。在示范性实施例中，RFID标签包括至少一个根据本专利技术的电荷 泵级或包括根据本专利技术的多级电荷泵。本专利技术尤其关注RFID标签领域，这是由于它可以给RFID标签提供有效的电源。本专利技术的典型特征是根据现有技术，去耦电容被耦接到电荷 泵的RF-分支，即具有高电压电平的分支中，而根据本专利技术的电荷泵 的去耦电容相反被转移到较低分支，即具有低电压电平和/或被直接 耦接到地电势的分支中。因此，去耦电容的一个端子可以被直接耦接 到地，即地电势。因此，电荷泵电路所产生的相对于地的不可避免的 寄生电容被增加到执行去耦电容。因此，这些电容现在是有益的，这 是由于去耦电容可以被设计得更小，并且可以增大去耦电容的Q因 数，而不会受到在泵电路的寄生电容和去耦电容的串联电阻之间的折 衷的限制。根据本专利技术的电荷泵级或多级电荷泵的输入节点可以被耦接到环形天线。如果连同RFID标签使用该电荷泵，这尤其是有益的。从以下将描述的示范性实施例，本专利技术的以上定义的方面和其 它方面将变得明显并将被参考示范性实施例来说明。以下将参考实施例的例子更具体地描述本专利技术，但是本专利技术不 限于示范性实施例。附图说明图l示意性地示出根据本专利技术的实施例的电荷泵级，图2示意性地示出根据本专利技术的实施例的多级电荷泵，图3示意性地示出包括根据图2的实施例的多级电荷泵的RFID 标签，以及图4示意性地示出根据现有技术的电荷泵。图中的描述是示意性地。在不同的图中，相似或相同的元件具 有相似或相同的参考符号。具体实施方式接下来，参考图1，描述根据本专利技术的实施例的电荷泵级。图l 示出具有第一输入节点101的电压倍增器100，第一输入节点101与第一电路节点102耦接。第一电路节点102与第一二极管104的阳极 103耦接，而第一二极管104的阴极105与第一输出节点106耦接。第一输入节点101、第一二极管104和第一输出节点106形成了电荷 泵100的第一分支，即所谓的RF分支。第二输入节点107与电容109的第一端子108耦接，电容109 形成了电荷泵100的去耦电容。电容109的第二端子IIO与第二电路 节点lll親接，第二电路节点l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷泵级包括：第一输入节点，第二输入节点，去耦电容，其包括第一端子和第二端子，以及泵控制电路，其包括第一接触节点和第二接触节点，其中，所述第一输入节点与所述第一接触节点耦接，其中，所述第二输入节点与所述去耦电容的第一端子耦接，其中，所述去耦电容的第二端子与所述第二接触节点耦接，并且进一步与地耦接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃瓦尔德贝格勒，罗兰德布兰德尔，罗伯特施平德勒，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[]