[发明专利]电荷泵电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种稳压技术，且特别是有关于一种电荷泵电路（charge pump circuit）。

背景技术

随着电子技术趋向于短小轻薄的发展，现今的电子元件，例如处理器、存储器，其驱动电压逐渐下降。另外，对于驱动电压的电压涟波（voltage ripple）的容许度范围也会随之缩减，以使电子元件可以在精准的电压下工作。

再者，电子元件的驱动电压可能是由电荷泵电路来提供。电荷泵电路是以某一预设倍率将其输入电压电平调升(或调降)，以产生不同电平的电压。当电荷泵电路的输出端出现因负载变化而产生电流变化时，若是无法即时检测及针对此电流做变化，将导致输出电压会随负载电流变化而产生较剧烈的涟波。

为了稳定电荷泵电路的输出电压，过去常利用具有多个比较器来检测电平变化，再调整输出电压至预期的电平。对于这种模拟检测机制，因使用多个比较器而使得电路设计较为复杂，且容易增加功率消耗以及增加制造成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电荷泵电路，为了要解决现有技术所述及的问题其中之一和/或其他问题。

本发明之一实施例提供一种电荷泵电路，其包括：电压源模块、反馈电路、比较器、第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管以及控制电路。电荷泵电路具有电压输出端。电压源模块包括正压电荷泵。电压源模块经配置以提供驱动电压。反馈电路耦接电压输出端，并提供关联于电压输出端的反馈电压。比较器耦接反馈电路与电压源模块，比较参考电压与反馈电压而产生误差信号。第一PMOS晶体管的源极耦接驱动电压，其漏极耦接电压输出端。第二PMOS晶体管的源极耦接驱动电压，其漏极耦接电压输出端。控制电路耦接电压源模块、比较器、第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管，控制电路经配置以在时域上根据振荡信号至少两次取样于误差信号而产生检测信号，通过检测信号与误差信号来切换第一PMOS晶体管，且通过误差信号来切换第二PMOS晶体管，从而稳定电压输出端的电压电平。

于本发明的一示范性实施例中，电压源模块包括振荡器、或门、时脉产生器、正压电荷泵。振荡器用以产生振荡信号。或门接收振荡信号与误差信号。时脉产生器用以依据振荡信号或误差信号而产生时脉信号。正压电荷泵依据时脉信号而产生驱动电压。

于本发明的一示范性实施例中，反馈电路包括PMOS晶体管串，耦接于电压输出端与接地端之间。

于本发明的一示范性实施例中，PMOS晶体管串中的每一PMOS晶体管的漏极耦接其本身的栅极。

于本发明的一示范性实施例中，比较器的反相输入端耦接参考电压，比较器的非反相输入端耦接反馈电压。

于本发明的一示范性实施例中，第一PMOS晶体管相对于第二PMOS晶体管具有相对宽的通道宽度。

于本发明的一示范性实施例中，第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的通道宽度分别为90微米与10微米。

于本发明的一示范性实施例中，控制电路包括检测电路、第一开关控制单元以及第二开关控制单元。检测电路接收振荡信号与误差信号，检测电路经配置根据振荡信号的上升边缘与下降边缘分别与误差信号进行取样。第一开关控制单元根据检测信号与误差信号来切换第一PMOS晶体管。第二开关控制单元根据误差信号来切换第二PMOS晶体管。

于本发明的一示范性实施例中，检测电路包括第一触发器、第二触发器以及或非门。第一触发器的输入端接收检测信号，其时脉输入端接收振荡信号。第二触发器的输入端接收检测信号，其反相时脉输入端接收振荡信号。或非门的第一输入端、第二输入端分别耦接第一触发器与第二反相器的输出端，或非门的输出端输出检测信号。

于本发明的一示范性实施例中，当控制电路判断出电压输出端的电压电平在预设涟波范围内时，则关闭第一PMOS晶体管。

基于上述，在本发明中，由于控制电路根据振荡信号在时域上至少两次取样于误差信号而产生检测信号，通过检测信号与误差信号来切换第一PMOS晶体管，且通过误差信号来切换第二PMOS晶体管，而第一PMOS晶体管可相对于第二PMOS晶体管具有相对宽的通道宽度。因此可以适当地调整电荷泵电路所输出的电压电平而不会产生过大的电压涟波，从而得以解决现有技术所述及的问题。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的权利要求范围。

附图说明

下面的所附图式是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附图式是与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。