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执行电荷共享操作的方法及其电荷泵电路技术

技术编号:42855640 阅读:8 留言:0更新日期:2024-09-27 17:21
本公开涉及一种具有六相时钟的电荷泵电路。电荷泵电路包括六相时钟电路和被配置为从六相时钟电路接收多个时钟信号的栅极升压电荷泵。六相时钟电路提供第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号、第四时钟信号、第五时钟信号和第六时钟信号的电路。栅极升压电荷泵被配置为启用电荷共享操作以在多个寄生电容器之间共享存储的一定量的电荷。六相时钟电路被配置为在第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟和第六时钟中的每一个之间提供死区时间。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及高压电荷泵。特别地,本公开涉及一种用于执行电荷共享操作的方法及其电荷泵电路


技术介绍

1、电荷泵电路在本领域中是已知的。这些电路是一种dc-dc转换器,使用电容器作为能量存储和传送器件,并且能够提供高于或低于从一个或多个可用输入电压源获得的电压的一个或多个电压的电源。电荷泵电路能够具有较高的效率。然而,由于与泵电容器相关联的寄生电容器中的电荷损失,较高的输出电压可能遭受较差的功率和/或面积效率。现有技术的电荷泵电路通常由不同的时钟信号控制。然而,由于时钟信号不是完美的方波,因此电荷泵电路的开关可能在时钟信号的电压电平转变期间不可预测地导通或截止。这会导致不期望的反向电流,从而进一步增加功耗。

2、诸如电荷回收机制(crm)之类的现有技术试图在一定程度上解决上述问题,但由于反向损耗未能对“高输出电压、低输出电流”电荷泵的示例实施例提供任何改进。例如,如图1所示,电荷泵电路包括两个三态驱动器,例如三态驱动器1和2。每个三态驱动器包括一个nmos晶体管和一个pmos晶体管。每个pmos晶体管被提供有输入时钟“n1”,并且每个nmos晶体管被提供有输入时钟“n2”。任何电荷泵架构中的主要功率损耗来源都来自每个时钟周期内寄生电容器(cpar1、cpar2)的充电和放电。在两条时钟线之间添加了一个传输晶体管(t12),以启用寄生电容器之间的电荷共享。这种技术提高了电荷泵的电流效率,但也略微增加了面积。

3、此外,随着电路增益的增加,电荷共享方案期间的反向损耗成为功耗的主导来源。在电荷共享操作期间,所有开关都导通,导致泵浦损耗、输出损耗以及短路损耗。反向损耗也会降低输出电压。因此,可能需要较高值的泵电容器,这导致面积增加。因此,反向损耗降低了电荷泵的电流效率。


技术实现思路

1、提供本概述是为了以简化的形式介绍构思的选择,这些构思将在本专利技术构思的详细描述中进一步描述。本概述不旨在识别关键或必要的本专利技术构思,也不旨在确定本专利技术构思的范围。

2、在示例实施例中,本公开涉及一种电荷泵,在不增加面积的情况下提高“高输出电压、低输出电流”的功率效率。

3、在示例实施例中,本公开涉及一种具有六相时钟的电荷泵电路。电荷泵电路包括六相时钟电路和被配置为从六相时钟电路接收多个时钟信号的栅极升压电荷泵。六相时钟电路包括:第一布尔逻辑电路,包括被配置为输出第一时钟信号(clknm1)的第一延迟电路和被配置为输出第二时钟信号(clkpm2)的第二延迟电路;第二布尔逻辑电路,包括被配置为输出第三时钟信号(clknm2)的第三延迟电路和被配置为输出第四时钟信号(clkpm1)的第四延迟电路;以及三态缓冲器电路,被配置为输出第五时钟信号(clk)和第六时钟信号(clk_b)。栅极升压电荷泵包括:多个nmos晶体管,被配置为接收第一时钟信号和第三时钟信号,其中,多个nmos中的第一nmos晶体管(mn1)被配置为接收第一时钟信号。栅极升压电荷泵还包括:多个pmos晶体管,被配置为接收第二时钟信号和第四时钟信号,其中,多个pmos晶体管中的第一pmos晶体管(mp1)被配置为接收第四时钟信号(clkpm1)。栅极升压电荷泵还包括多个泵电容器(cp1、cp2),其中,每个泵电容器被配置为存储一定量的电荷。栅极升压电荷泵还被配置为启用电荷共享操作以在多个寄生电容器之间共享存储的一定量的电荷。第一布尔逻辑电路和第二布尔逻辑电路被配置为在第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟和第六时钟中的每一个之间提供死区时间。

4、在示例实施例中,本公开涉及一种用于在包括六相时钟电路和栅极升压电荷泵的电荷泵电路中执行电荷共享操作的方法。该方法包括:由六相时钟电路的第一布尔逻辑电路生成第一时钟信号(clknm1)和第二时钟信号(clkpm2);由六相时钟电路的第二布尔逻辑电路生成第三时钟信号(clknm2)和第四时钟信号(clkpm1);由六相时钟电路的三态缓冲器电路生成第五时钟信号(clk)和第六时钟信号(clk_b);在多个泵电容器(cp1、cp2)中的每一个泵电容器中存储一定量的电荷;启用电荷共享操作以在多个寄生电容器之间共享存储的一定量的电荷;以及由第一布尔逻辑电路和第二布尔逻辑电路在第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟和第六时钟中的每一个之间提供死区时间。

5、为了进一步阐明本专利技术构思的优点和特征,将参照附图中示出的具体示例实施例对本专利技术构思进行更具体的描述。应当理解,这些附图仅描绘了本专利技术构思的示例实施例,因此不应被视为限制其范围。将结合附图以附加的特性和细节来描述和解释本专利技术构思。

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【技术保护点】

1.一种具有六相时钟的电荷泵电路,包括:

2.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述第一延迟电路包括第一与非门、第一非门和第一延迟组件,并且

3.根据权利要求2所述的电荷泵电路,其中,所述第二延迟电路包括第一或非门、第二非门和第二延迟组件,并且

4.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述第三延迟电路包括第二与非门、第三非门和第三延迟组件,并且

5.根据权利要求4所述的电荷泵电路,其中,所述第四延迟电路包括第二或非门、第四非门和第四延迟组件,并且

6.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述三态缓冲器电路包括多个缓冲器NMOS晶体管、多个缓冲器PMOS晶体管、将所述第五时钟信号和第六时钟信号连接的传输晶体管、以及缓冲器或非门,其中,所述多个缓冲器NMOS晶体管、所述多个缓冲器PMOS晶体管和所述缓冲器或非门中的每一个连接以形成三态。

7.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述栅极升压电荷泵还被配置为在所述第五时钟信号和所述第六时钟信号中的每一个处于负相位的情况下启用所述电荷共享操作。

8.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述多个泵电容器中的每一个泵电容器被配置为:

9.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述多个PMOS晶体管和所述多个NMOS晶体管被配置为在所述电荷共享操作完成之后导通。

10.一种用于在包括六相时钟电路和栅极升压电荷泵的电荷泵电路中执行电荷共享操作的方法,包括:

11.根据权利要求10所述的方法,还包括:

12.根据权利要求10所述的方法,还包括:

13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述在多个泵电容器之中的每一个泵电容器中存储一定量的电荷包括:

14.根据权利要求12所述的方法,还包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种具有六相时钟的电荷泵电路,包括:

2.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述第一延迟电路包括第一与非门、第一非门和第一延迟组件,并且

3.根据权利要求2所述的电荷泵电路,其中,所述第二延迟电路包括第一或非门、第二非门和第二延迟组件,并且

4.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述第三延迟电路包括第二与非门、第三非门和第三延迟组件,并且

5.根据权利要求4所述的电荷泵电路,其中,所述第四延迟电路包括第二或非门、第四非门和第四延迟组件,并且

6.根据权利要求1所述的电荷泵电路,其中,所述三态缓冲器电路包括多个缓冲器nmos晶体管、多个缓冲器pmos晶体管、将所述第五时钟信号和第六时钟信号连接的传输晶体管、以及缓冲器或非门,其中,所述多个缓冲器nmos晶体管、所述多个缓冲器pmos晶体管和所述缓冲器或非门中的每一个连接以形成三...

【专利技术属性】
技术研发人员:拉温德拉·库玛·辛格米希尔·达加特苏伯德·普拉卡什·泰戈尔
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:

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