負(fù)壓電荷泵反饋電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負(fù)壓電荷泵反饋電路，反饋電路連接在負(fù)壓電荷泵的輸出端和與門之間，時鐘信號通過與門并在反饋信號的控制下連接到負(fù)壓電荷泵，反饋電路包括開關(guān)電容電路和比較器；開關(guān)電容電路的第一電容的第一端通過第一開關(guān)連接負(fù)壓電荷泵的輸出端，通過第二開關(guān)接地；第二電容的第一端連接第一電容的第二端且通過第三開關(guān)接地以及通過第四開關(guān)連接到比較器；可調(diào)電容并聯(lián)在第二電容的兩端；比較器的正相輸入端連接一基準(zhǔn)電壓。通過四個控制信號對四個開關(guān)的控制使開關(guān)電容電路在兩種狀態(tài)之間不斷切換，實現(xiàn)分壓以及正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換。本發(fā)明能縮減電路面積，加快反饋速度并降低電荷泵輸出電壓波紋。
【專利說明】
負(fù)壓電荷泵反饋電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，特別是涉及一種負(fù)壓電荷泵反饋電路。

【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示,是現(xiàn)有負(fù)壓電荷泵反饋電路的示意圖；時鐘信號Clock連接到與門102的一個輸入端，與門102的輸出端連接到負(fù)壓電荷泵101的輸入端，負(fù)壓電荷泵101的輸出端輸出負(fù)壓Vneg，反饋電路連接在負(fù)壓電荷泵101的輸出端和與門102的另一個輸入端之間，反饋電路包括比較器103、電阻分壓電路104和正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路105。圖1中的電阻分壓電路104由多個電阻串聯(lián)而成，通過數(shù)字信號Dac對開關(guān)的控制能夠調(diào)節(jié)電阻的連接關(guān)系從而控制電阻分壓電路104的分壓比例。由于電阻分壓電路104輸出的是負(fù)壓Vneg的分壓，故還需要通過正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路105將分壓轉(zhuǎn)換為正壓。正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路105輸出的正分壓值和基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較輸出反饋電壓即時鐘使能信號Clock_en，時鐘使能信號Clock_en控制時鐘信號Clock是否提供給電荷泵101電路，從而調(diào)節(jié)電荷泵101的輸出電壓Vneg到預(yù)期值。
[0003]由圖1可知看出，現(xiàn)有反饋電路中的電阻分壓電路104由多個電阻串聯(lián)，會占用較大的面積；且電阻分壓電路104輸出的分壓是負(fù)值，需要通過正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路105將分壓轉(zhuǎn)換為正壓，反饋速度較慢，負(fù)壓電荷泵101的輸出負(fù)壓Vneg的波形不是很好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種負(fù)壓電荷泵反饋電路，能縮減電路面積，加快反饋速度并降低電荷泵輸出電壓波紋。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的負(fù)壓電荷泵反饋電路的時鐘信號連接到一與門的第一輸入端，所述與門的輸出端連接到負(fù)壓電荷泵的輸入端，所述負(fù)壓電荷泵的輸出端輸出負(fù)壓，反饋電路連接在所述負(fù)壓電荷泵的輸出端和所述與門的第二輸入端之間，所述反饋電路包括一開關(guān)電容電路和一比較器。
[0006]所述開關(guān)電容電路包括:
[0007]第一電容，所述第一電容的第一端通過第一開關(guān)連接所述負(fù)壓電荷泵的輸出端，所述第一電容的第一端通過第二開關(guān)接地。
[0008]第二電容，所述第二電容的第一端連接所述第一電容的第二端且通過第三開關(guān)接地，；所述第二電容的第一端通過第四開關(guān)連接到所述比較器的反相輸入端。
[0009]可調(diào)電容，所述可調(diào)電容并聯(lián)在所述第二電容的兩端。
[0010]所述比較器的正相輸入端連接一基準(zhǔn)電壓；所述比較器的輸出端提供一反饋信號并連接到所述與門的第二輸入端，通過所述反饋信號來控制所述時鐘信號是否提供給所述負(fù)壓電荷泵從而調(diào)節(jié)所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓大小。
[0011]所述第一開關(guān)連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第一控制信號，所述第二開關(guān)連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第二控制信號，所述第三開關(guān)連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第三控制信號，所述第四開關(guān)連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第四控制信號。
[0012]通過四個控制信號對四個開關(guān)的控制使所述開關(guān)電容電路在兩種狀態(tài)之間不斷切換。
[0013]所述開關(guān)電容電路的第一種狀態(tài)為:所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)接通、所述第二開關(guān)和所述第四開關(guān)斷開，通過所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓對所述第一電容兩端充電。
[0014]所述開關(guān)電容電路的第二種狀態(tài)為:所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)斷開、所述第二開關(guān)和所述第四開關(guān)接通，所述第一電容、所述第二電容和所述可調(diào)電容并聯(lián)在所述比較器的反相輸入端和地之間，所述第二種狀態(tài)中三個電容的并聯(lián)電容的充電電荷為所述第一種狀態(tài)中的第一電容的充電電荷，輸入到所述比較器的反相輸入端的電壓為一正壓且和所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓成比例；通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)電容的大小調(diào)節(jié)所述比較器的反相輸入端的電壓和所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓的比例關(guān)系從而調(diào)節(jié)所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓的大小。
[0015]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第一電容、所述第二電容和所述可調(diào)電容都為MOM電容或MIM電容。
[0016]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述可調(diào)電容的大小通過數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0017]進(jìn)一步的改進(jìn)是，各所述控制信號為高電平時對應(yīng)的所述開關(guān)接通、各所述控制信號為低電平時對應(yīng)的所述開關(guān)斷開；所述第一控制信號和所述第三控制信號為同相信號，所述第二控制信號和所述第四控制信號為同相信號，所述第二控制信號的高電平和所述第三控制信號的高電平不交疊。
[0018]本發(fā)明采用開關(guān)電容電路同時分壓以及正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換的功能，開關(guān)電容電路采用電容如MOM電容或MIM電容即可實現(xiàn)，相對于現(xiàn)有技術(shù)中采用電阻分壓的情形，本發(fā)明能大大縮減電路面積；由于開關(guān)電容電路同時分壓以及正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換的功能，故不需要額外設(shè)置正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路，能加快反饋速度并降低電荷泵輸出電壓波紋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0020]圖1是現(xiàn)有負(fù)壓電荷泵反饋電路的示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實施例負(fù)壓電荷泵反饋電路的示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施例的開關(guān)電容電路的控制信號的時序圖。

【具體實施方式】
[0023]如圖2所示，是本發(fā)明實施例負(fù)壓電荷泵I反饋電路的示意圖；本發(fā)明實施例負(fù)壓電荷泵I反饋電路中，時鐘信號Clock連接到一與門2的第一輸入端，所述與門2的輸出端連接到負(fù)壓電荷泵I的輸入端，所述負(fù)壓電荷泵I的輸出端輸出負(fù)壓Vneg，反饋電路連接在所述負(fù)壓電荷泵I的輸出端和所述與門2的第二輸入端之間，所述反饋電路包括一開關(guān)電容電路和一比較器3。
[0024]所述開關(guān)電容電路包括:
[0025]第一電容CO，所述第一電容CO的第一端通過第一開關(guān)KO連接所述負(fù)壓電荷泵I的輸出端，所述第一電容CO的第一端通過第二開關(guān)Kl接地。
[0026]第二電容Cl，所述第二電容Cl的第一端連接所述第一電容CO的第二端且通過第三開關(guān)K2接地，；所述第二電容Cl的第一端通過第四開關(guān)K3連接到所述比較器3的反相輸入端。
[0027]可調(diào)電容4，所述可調(diào)電容4并聯(lián)在所述第二電容Cl的兩端。較佳為，所述可調(diào)電容4有電容組Cd和對應(yīng)的開關(guān)組組成，通過數(shù)字信號Dac對開關(guān)組的控制來調(diào)節(jié)整個所述可調(diào)電容4的大小。
[0028]所述比較器3的正相輸入端連接一基準(zhǔn)電壓Vref ;所述比較器3的輸出端提供一反饋信號即時鐘使能信號Clock_en并連接到所述與門2的第二輸入端，通過所述反饋信號Clock_en來控制所述時鐘信號Clock是否提供給所述負(fù)壓電荷泵I從而調(diào)節(jié)所述負(fù)壓電荷泵I輸出的負(fù)壓Vneg大小。
[0029]所述第一開關(guān)KO連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第一控制信號S0，所述第二開關(guān)Kl連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第二控制信號SI，所述第三開關(guān)K2連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第三控制信號S2，所述第四開關(guān)K3連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第四控制信號S3。
[0030]通過四個控制信號對四個開關(guān)的控制使所述開關(guān)電容電路在兩種狀態(tài)之間不斷切換。
[0031]所述開關(guān)電容電路的第一種狀態(tài)為:所述第一開關(guān)KO和所述第三開關(guān)K2接通、所述第二開關(guān)Kl和所述第四開關(guān)K3斷開，通過所述負(fù)壓電荷泵I輸出的負(fù)壓Vneg對所述第一電容CO兩端充電。
[0032]所述開關(guān)電容電路的第二種狀態(tài)為:所述第一開關(guān)KO和所述第三開關(guān)K2斷開、所述第二開關(guān)Kl和所述第四開關(guān)K3接通，所述第一電容CO、所述第二電容Cl和所述可調(diào)電容4并聯(lián)在所述比較器3的反相輸入端和地之間，所述第二種狀態(tài)中三個電容的并聯(lián)電容的充電電荷為所述第一種狀態(tài)中的第一電容CO的充電電荷,輸入到所述比較器3的反相輸入端的電壓為一正壓且和所述負(fù)壓電荷泵I輸出的負(fù)壓Vneg成比例，該比例用公式表示為:
[0033]-C0/(C0+Cl+Cd);其中，CO表示所述第一電容CO的電容值，Cl表示所述第二電容Cl的電容值，Cd表示所述可調(diào)電容4的電容值。
[0034]通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)電容4的大小調(diào)節(jié)所述比較器3的反相輸入端的電壓和所述負(fù)壓電荷泵I輸出的負(fù)壓Vneg的比例關(guān)系從而調(diào)節(jié)所述負(fù)壓電荷泵I輸出的負(fù)壓Vneg的大?。凰鲐?fù)壓電荷泵I輸出的負(fù)壓Vneg可用如下公式表不:
[0035]Vneg = VrefX (C0+C1)/C0+Vref XCd/C0 ;其中，Vneg 表示所述負(fù)壓電荷泵 I 輸出的負(fù)壓Vneg的值，Vref表示所述基準(zhǔn)電壓Vref的值。
[0036]較佳為，所述第一電容CO、所述第二電容Cl和所述可調(diào)電容4都為MOM電容或MIM電容，能夠大大縮減電路面積。
[0037]各所述控制信號為高電平時對應(yīng)的所述開關(guān)接通、各所述控制信號為低電平時對應(yīng)的所述開關(guān)斷開。如圖3所示，是本發(fā)明實施例的開關(guān)電容電路的控制信號的時序圖。所述第一控制信號SO和所述第三控制信號S2為同相信號，所述第二控制信號SI和所述第四控制信號S3為同相信號，所述第二控制信號SI的高電平和所述第三控制信號S2的高電平不交疊。較佳為，所述第三控制信號S2的高電平的寬度稍大于所述第一控制信號SO的高電平的寬度，即切換到所述第一種狀態(tài)時，所述第三開關(guān)K2先接通、之后再接通所述第一開關(guān)K0，所述第一種狀態(tài)結(jié)束時，所述第一開關(guān)KO先斷開、之后再斷開所述第三開關(guān)Κ2。所述第二控制信號SI的高電平的寬度稍大于所述第四控制信號S3的高電平的寬度，即切換到所述第二種狀態(tài)時，所述第二開關(guān)Kl先接通、之后再接通所述第四開關(guān)Κ3，所述第二種狀態(tài)結(jié)束時，所述第四開關(guān)Κ3先斷開、之后再斷開所述第二開關(guān)Κ1。
[0038]以上通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種負(fù)壓電荷泵反饋電路，其特征在于:時鐘信號連接到一與門的第一輸入端，所述與門的輸出端連接到負(fù)壓電荷泵的輸入端，所述負(fù)壓電荷泵的輸出端輸出負(fù)壓，反饋電路連接在所述負(fù)壓電荷泵的輸出端和所述與門的第二輸入端之間，所述反饋電路包括一開關(guān)電容電路和一比較器； 所述開關(guān)電容電路包括: 第一電容，所述第一電容的第一端通過第一開關(guān)連接所述負(fù)壓電荷泵的輸出端，所述第一電容的第一端通過第二開關(guān)接地； 第二電容，所述第二電容的第一端連接所述第一電容的第二端且通過第三開關(guān)接地，；所述第二電容的第一端通過第四開關(guān)連接到所述比較器的反相輸入端； 可調(diào)電容，所述可調(diào)電容并聯(lián)在所述第二電容的兩端； 所述比較器的正相輸入端連接一基準(zhǔn)電壓；所述比較器的輸出端提供一反饋信號并連接到所述與門的第二輸入端，通過所述反饋信號來控制所述時鐘信號是否提供給所述負(fù)壓電荷泵從而調(diào)節(jié)所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓大?。? 所述第一開關(guān)連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第一控制信號，所述第二開關(guān)連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第二控制信號，所述第三開關(guān)連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第三控制信號，所述第四開關(guān)連接用于控制其開關(guān)狀態(tài)的第四控制信號； 通過四個控制信號對四個開關(guān)的控制使所述開關(guān)電容電路在兩種狀態(tài)之間不斷切換； 所述開關(guān)電容電路的第一種狀態(tài)為:所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)接通、所述第二開關(guān)和所述第四開關(guān)斷開，通過所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓對所述第一電容兩端充電； 所述開關(guān)電容電路的第二種狀態(tài)為:所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)斷開、所述第二開關(guān)和所述第四開關(guān)接通，所述第一電容、所述第二電容和所述可調(diào)電容并聯(lián)在所述比較器的反相輸入端和地之間，所述第二種狀態(tài)中三個電容的并聯(lián)電容的充電電荷為所述第一種狀態(tài)中的第一電容的充電電荷，輸入到所述比較器的反相輸入端的電壓為一正壓且和所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓成比例；通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)電容的大小調(diào)節(jié)所述比較器的反相輸入端的電壓和所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓的比例關(guān)系從而調(diào)節(jié)所述負(fù)壓電荷泵輸出的負(fù)壓的大小。
2.如權(quán)利要求1所述的負(fù)壓電荷泵反饋電路，其特征在于:所述第一電容、所述第二電容和所述可調(diào)電容都為MOM電容或MIM電容。
3.如權(quán)利要求1或2所述的負(fù)壓電荷泵反饋電路，其特征在于:所述可調(diào)電容的大小通過數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的負(fù)壓電荷泵反饋電路，其特征在于:各所述控制信號為高電平時對應(yīng)的所述開關(guān)接通、各所述控制信號為低電平時對應(yīng)的所述開關(guān)斷開；所述第一控制信號和所述第三控制信號為同相信號，所述第二控制信號和所述第四控制信號為同相信號，所述第二控制信號的高電平和所述第三控制信號的高電平不交疊。
【文檔編號】H02M1/14GK104518663SQ201410342481
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】馮國友 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司