本发明专利技术公开了一种功率自适应频率调节的电荷泵电路，包括射频开关检波单元、负压监测反馈单元、压控振荡器单元和负压产生单元。其中，射频开关检波单元的输入端与射频开关电路中的开关晶体管的体端连接，射频开关检波单元的输出端分别与负压监测反馈单元的输入端及负压产生单元的输出端连接，负压监测反馈单元的输出端与压控振荡器单元的输入端连接，压控振荡器单元的输出端与负压产生单元的输入端连接，形成电荷泵电路的闭环控制回路。本发明专利技术解决了在大功率射频信号的工况下，射频开关电路中晶体管开关体端偏置电压被抬高的问题，提高了射频开关电路的线性度和功率处理能力。高了射频开关电路的线性度和功率处理能力。高了射频开关电路的线性度和功率处理能力。
【技术实现步骤摘要】
功率自适应频率调节的电荷泵电路、芯片及电子设备
[0001]本专利技术涉及一种功率自适应频率调节的电荷泵电路，同时也涉及包括该电荷泵电路的芯片及电子设备，属于电源变换电路
技术介绍
[0002]众所周知，电荷泵是一种“DC
‑
DC”电压变换器，可以将输入电压经过变换产生倍压输出或负压输出。目前，在各种集成电路及电子设备中，电荷泵电路已经得到广泛应用。射频开关电路作为射频前端模块中的关键组件之一，其作用是准确同步的切换控制射频信号的传输路径，实现对射频信号的接收和发射。一般情况下，射频开关电路包括开关电路和电荷泵电路两个部分，其中，电荷泵电路的主要作用是为开关电路导通(on)或者关断(off)状态下提供偏置电压。
[0003]为了使射频开关电路在关断状态时具有良好的高功率处理能力、高线性度的性能，通常为开关晶体管的体端(body)提供一个负的偏置电压(Vneg，例如－2.5V)。当射频开关电路导通大功率射频信号时，由于开关晶体管的体端寄生电容和二极管的存在，会使大功率射频信号耦合到体端而产生直流电流泄露，使得开关晶体管的体端负的偏置电压被抬高。进一步，当开关晶体管的体端负的偏置电压过高时，射频开关电路会产生大量谐波，非线性更加明显，随着输入射频信号功率的提高，开关晶体管容易出现击穿现象(break down)，导致了射频开关电路的功率处理能力的下降。在现有技术中，解决射频开关电路中所存在的上述问题的方法，通常是调整改变开关电路的元件结构，例如在开关电路中增加晶体管或二极管改变电路连接结构，来抑制开关晶体管体端负的偏置电压的提高，从而提高射频开关电路的线性度和功率处理能力。
[0004]在授权公告号为CN110365360B的中国专利技术专利中，公开了一种射频开关电路，该射频开关电路由至少一个第一MOS晶体管或多个依次源漏相接而堆叠的第一MOS晶体管组成,每个第一MOS晶体管的源端和漏端之间连接有一个源漏电阻，栅端和体端之间连接一个导电类型相反且采用二极管接法的第二MOS晶体管。该射频开关电路改善了第一MOS晶体管的电压降分布不均匀的现象，减小了寄生电容对线性度的影响，同时避免了射频信号向偏置电路的泄漏，因此，改善和提高了射频开关电路的各项性能指标。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种功率自适应频率调节的电荷泵电路。
[0006]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种包括上述电荷泵电路的集成电路芯片。
[0007]本专利技术所要解决的又一技术问题在于提供一种包括上述电荷泵电路的电子设备。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用下述的技术方案：
[0009]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种功率自适应频率调节的电荷泵电路，包
括负压产生单元、射频开关检波单元、负压监测反馈单元和压控振荡器单元；其中，
[0010]所述射频开关检波单元的输入端与射频开关电路中的开关晶体管的体端连接，所述射频开关检波单元的输出端分别与所述负压监测反馈单元的输入端及所述负压产生单元的输出端连接，所述负压监测反馈单元的输出端与所述压控振荡器单元的输入端连接，所述压控振荡器单元的输出端与所述负压产生单元的输入端连接，形成所述电荷泵电路的闭环反馈调节回路；
[0011]所述射频开关检波单元用于检测射频开关电路中的开关晶体管的体端电压的变化，所述负压监测反馈单元用于监测开关晶体管体端电压的变化量并经过转变形成一个控制电压输出给所述压控振荡器单元，所述压控振荡器单元用于将输入的控制电压经过变换产生一定频率的时钟信号输出给所述负压产生单元，所述负压产生单元接收到一定频率的时钟信号后自动调节输出电压的大小，从而使所述电荷泵电路输出的偏置电压得到自动调节。
[0012]其中较优地，所述射频开关检波单元包括第一体端串联电阻、第二体端串联电阻、第三体端串联电阻
……
第n体端串联电阻和第一体端偏置电阻；其中，
[0013]所述第一体端串联电阻、第二体端串联电阻、第三体端串联电阻
……
第n体端串联电阻的一端分别与所述射频开关电路中对应开关晶体管的体端连接，上述n个体端串联电阻另一端相互并联后与所述第一体端偏置电阻连接，所述第一体端偏置电阻的另一端作为所述射频开关检波单元的输出端与所述负压监测反馈单元的输入端及所述负压产生单元的输出端连接，其中n为射频开关电路中的开关晶体管的数量。
[0014]其中较优地，所述负压监测反馈单元包括负压监测电路和误差放大器电路；其中，
[0015]所述负压监测电路可以采用电阻分压电路或者二极管分压电路，所述误差放大器电路采用一个误差放大器构成；所述负压监测电路的输出端(即分压端)与所述误差放大器的反相端连接，所述误差放大器的同相端连接参考电压Vref，所述误差放大器的输出端作为所述负压监测反馈单元的输出端与所述压控振荡器单元的输入端连接。
[0016]其中较优地，所述负压监测电路中，通过合理设计电源电压VDD的大小和分压电阻比例，使得负压监测电路的输出电压始终大于等于接地电压(零电位)。
[0017]其中较优地，所述压控振荡器单元包括一个压控振荡器和一个晶体管；其中，所述压控振荡器可以采用电流饥饿型环形振荡器或者RC延时压控振荡电路；所述晶体管的栅极作为所述压控振荡器的输入端与所述负压监测反馈单元的输出端连接，所述晶体管的源极与电源电压VDD连接，所述晶体管的漏极与所述压控振荡器的控制端连接，所述压控振荡器的输出端作为所述压控振荡器单元的输出端与所述负压产生单元的输入端连接。
[0018]其中较优地，所述功率自适应频率调节的电荷泵电路适用于所述射频开关电路，为所述射频开关电路中的开关晶体管的体端提供负的偏置电压。
[0019]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种集成电路芯片，其中包括上述的电荷泵电路。
[0020]根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种电子设备，其中包括上述的电荷泵电路。
[0021]与现有技术相比较，本专利技术所提供的功率自适应频率调节的电荷泵电路，采用动态调整电荷泵电路输入时钟信号频率的方案，从而调整了射频开关电路中的开关晶体管的体端负的偏置电压的大小，在保证信噪比和不增大芯片面积的情况下，有效解决了在大功
率射频信号的工况下，射频开关电路中晶体管开关体端偏置电压被抬高的问题，提高了射频开关电路的线性度和功率处理能力。因此，本专利技术所提供的功率自适应频率调节的电荷泵电路具有结构设计巧妙合理、生产成本较低，芯片尺寸较小，以及射频开关电路性能优异等有益效果。
附图说明
[0022]图1为本专利技术所提供的一种功率自适应频率调节的电荷泵电路的结构框图；
[0023]图2为本专利技术的一个实施例中，功率自适应频率调节的电荷泵电路的原理结构图；
[0024]图3为本专利技术的一个实施例中，压控振荡器单元的电路原理图；
[0025]图4为本专利技术的一个实施例中，现有技术与本专利技术实施例提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率自适应频率调节的电荷泵电路，包括负压产生单元，其特征在于还包括射频开关检波单元、负压监测反馈单元和压控振荡器单元；其中，所述射频开关检波单元的输入端与射频开关电路中的开关晶体管的体端连接，所述射频开关检波单元的输出端分别与所述负压监测反馈单元的输入端及所述负压产生单元的输出端连接，所述负压监测反馈单元的输出端与所述压控振荡器单元的输入端连接，所述压控振荡器单元的输出端与所述负压产生单元的输入端连接，形成所述电荷泵电路的闭环反馈调节回路；所述射频开关检波单元用于检测所述射频开关电路中的开关晶体管的体端电压的变化，所述负压监测反馈单元用于监测开关晶体管体端电压的变化量并经过转变形成一个控制电压输出给所述压控振荡器单元，所述压控振荡器单元用于将输入的控制电压经过变换产生一定频率的时钟信号输出给所述负压产生单元，所述负压产生单元接收到一定频率的时钟信号后自动调节输出电压的大小，从而使所述电荷泵电路输出的偏置电压得到自动调节。2.如权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于：所述射频开关检波单元包括第一体端串联电阻、第二体端串联电阻、第三体端串联电阻
……
第n体端串联电阻和第一体端偏置电阻；其中，所述第一体端串联电阻、第二体端串联电阻、第三体端串联电阻
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第n体端串联电阻的一端分别与所述射频开关电路中对应开关晶体管的体端连接，n个体端串联电阻另一端相互并联后与所述第一体端偏置电阻连接，所述第一体端偏置电阻的另一端作为所述射频开关检波单元的输出端与所述负压监测反馈单...
【专利技术属性】
技术研发人员：段江昆，张巳龙，李艳丽，林升，
申请(专利权)人：上海唯捷创芯电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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