專利名稱：一種電壓控制性電荷泵電路的制作方法
技術領域：
一種電壓控制性電荷泵電路
(-)技術領域 本實用新型涉及一種半導體集成電路，尤其是一種電壓控制性電荷泵電路。
背景技術：
電荷泵可以采用開環(huán)或閉環(huán)方式工作，在實際的電路應用中，大多采用閉環(huán)的方 式控制輸出電壓，用以輸出準確的電壓；但是，由固定頻率的振蕩器提供時鐘的升壓模式在 閉環(huán)反饋下仍然在輸出產(chǎn)生較大的紋波，為了抑制紋波的幅度，通常需要在電荷泵的輸出 額外添加很大的電容；而且，由于振蕩器頻率保持不變，整體電路需要耗費很大的功耗。
(三)實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于設計一種電壓控制性電荷泵電路，它可以克服現(xiàn)有技術的 不足，可以有效地提高輸出電壓的精度，降低輸出電壓的紋波，隨著負載的大小調(diào)時鐘的頻 率，最大限度的降低了電路的功耗。本實用新型的技術方案一種電壓控制性電荷泵電路，其特征在于它是由基準電 壓單元、誤差放大器、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、電荷泵電路、電壓分壓電路和濾波電容CAP構(gòu)成； 其中，所說的誤差放大器的正向輸入端采集基準電壓單元發(fā)出的基準電壓信號VREF ；所說 的誤差放大器的輸出端輸出電壓信號VC，輸送給電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端；所說的電壓 頻率轉(zhuǎn)換電路的輸出端輸出時鐘信號CK，發(fā)送給電荷泵電路；所說的電荷泵電路的輸出端 輸出電壓VH信號；所說的電壓分壓電路的輸入端采集電荷泵電路輸出的輸出電壓VH信號， 并輸出電壓VB信號給誤差放大器的負向輸入端，其另一輸出端接地；所說的濾波電容CAP 一端連接輸出電壓VH信號，其另一端接地。一種電壓控制性電荷泵電路，其特征在于它的工作環(huán)境為普通工藝的集成電路、 亞微米工藝的集成電路以及深亞微米工藝的集成電路。一種電壓控制性電荷泵電路，其特征在于它可以應用在需要進行升壓電路的系統(tǒng) 中。本實用新型的工作原理當電荷泵電路輸出低于預定值時，電壓分壓電路的輸出 電壓低于基準電壓，誤差放大器輸出較高的電壓給電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，從而電荷泵的輸入 時鐘頻率最高；隨著電荷泵輸出電壓不斷上升，當電荷泵電路輸出高于預定值時，電壓分壓 電路的輸出電壓高于基準電壓，誤差放大器輸出較低的電壓給電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，從而電 荷泵的輸入時鐘頻率逐漸降低，直至電荷泵輸出電壓達到預定值后，電路進入穩(wěn)定狀態(tài)，此 時電壓分壓電路的輸出與基準電壓相等，誤差放大器輸出電壓以及電荷泵輸入時鐘頻率達 到穩(wěn)定值。由于是閉環(huán)控制，能夠隨著負載的大小實時調(diào)節(jié)時鐘的頻率，可以最大限度的降 低了電路的功耗，由于電荷泵輸入的時鐘始終存在，因此極大的降低了輸出電壓的紋波。圖 1為普通閉環(huán)電荷泵結(jié)構(gòu)圖，此電路采用固定頻率振蕩器，利用時鐘的通斷來控制輸出電 壓，因此在輸出會產(chǎn)生很大的紋波。圖2-c為本實用新型電路輸出電壓波形與普通結(jié)構(gòu)電荷泵輸出電壓波形對比情況，本實用新型電路的輸出紋波遠遠小于普通結(jié)構(gòu)電荷泵輸出電 壓紋波。本實用新型的優(yōu)越性在于①有效的改善了電荷泵輸出電壓的精度，降低輸出電 壓的紋波；②由于是閉環(huán)控制，能夠隨著負載的大小實時調(diào)節(jié)時鐘的頻率，可以最大限度的 降低了電路的功耗；③電路結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，經(jīng)濟實用。


圖1為現(xiàn)有技術利用閉環(huán)反饋結(jié)構(gòu)控制輸出電壓的電荷泵升壓電路原理圖。圖2為本實用新型所涉一種電壓控制性電荷泵電路的電路圖(其中，圖2-a為利 用電壓頻率轉(zhuǎn)換電路控制輸出電壓的電荷泵升壓電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2-b為工作時各點電 壓波形圖；圖2-c為本實用新型電路輸出電壓波形與普通結(jié)構(gòu)電荷泵輸出電壓波形比較 圖，其中，實線為本實用新型電路輸出電壓波形；虛線為普通結(jié)構(gòu)電荷泵輸出電壓波形比較 圖)。
具體實施方式
實施例一種電壓控制性電荷泵電路(見圖2-a)，其特征在于它是由基準電壓單 元、誤差放大器、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、電荷泵電路和電壓分壓電路、濾波電容CAP;其中，所 說的誤差放大器的正向輸入端采集基準電壓單元發(fā)出的基準電壓信號VREF;所說的誤差 放大器的輸出端輸出電壓信號VC，輸送給電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端；所說的電壓頻率轉(zhuǎn) 換電路的輸出端輸出時鐘信號CK，發(fā)送給電荷泵電路；所說的電荷泵電路的輸出端輸出電 壓VH信號；所說的電壓分壓電路的輸入端采集電荷泵電路輸出的輸出電壓VH信號，并輸出 電壓VB信號給誤差放大器的負向輸入端，其另一輸出端接地；所說的濾波電容CAP —端連 接輸出電壓VH信號，其另一端接地。
權(quán)利要求一種電壓控制性電荷泵電路，其特征在于它是由基準電壓單元、誤差放大器、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、電荷泵電路、電壓分壓電路和濾波電容CAP構(gòu)成；其中，所說的誤差放大器的正向輸入端采集基準電壓單元發(fā)出的基準電壓信號VREF；所說的誤差放大器的輸出端輸出電壓信號VC，輸送給電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端；所說的電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸出端輸出時鐘信號CK，發(fā)送給電荷泵電路；所說的電荷泵電路的輸出端輸出電壓VH信號；所說的電壓分壓電路的輸入端采集電荷泵電路輸出的輸出電壓VH信號，并輸出電壓VB信號給誤差放大器的負向輸入端，其另一輸出端接地；所說的濾波電容CAP一端連接輸出電壓VH信號，其另一端接地。
專利摘要一種電壓控制性電荷泵電路，其特征在于它是由基準電壓單元、誤差放大器、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、電荷泵電路、電壓分壓電路和濾波電容CAP構(gòu)成；其優(yōu)越性在于①有效的改善了電荷泵輸出電壓的精度，降低輸出電壓的紋波；②由于是閉環(huán)控制，能夠隨著負載的大小實時調(diào)節(jié)時鐘的頻率，可以最大限度的降低了電路的功耗；③電路結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，經(jīng)濟實用。
文檔編號H02M3/07GK201584894SQ20092025086
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者呂英杰, 戴宇杰, 樊博 申請人:天津南大強芯半導體芯片設計有限公司