[发明专利]用于电荷泵布置的阻抗电路和电荷泵布置

说明书

阻抗电路（BigR）包括第一电流镜电路（CM1），其具有充当电流输入端子的第一偏置（pbias）、充当电流输出端子的第一输出（out1）以及用于与预先选择的电位耦合的第一输入（in1）。另外，阻抗电路（BigR）包括用于利用第一参考电流使第一电流镜电路（CM1）偏置的第一电荷泵（CP1），其中第一电荷泵（CP1）包括与第一电流镜电路（CM1）的第一偏置（pbias）耦合的第一偏置输出（bias1）。

技术领域

本发明涉及用于电荷泵布置的阻抗电路和电荷泵布置。

背景技术

完全集成的电荷泵使用在多种多样的应用中，诸如闪速存储器、专用显示驱动器和用于电容式麦克风的DC偏置电压生成。

诸如单或双背板微机电系统器件（MEMS器件）之类的电容式麦克风需要高电压电荷泵。在当今的集成电路设计中，电荷泵通常通过一组非重叠的时钟信号来操作。针对用于MEMS麦克风的偏置电压的电荷泵在两个或更多非重叠的时钟的控制之下经由二极管通过电容器上的电荷累积来聚集其最终电压。这导致输出电压上的电压纹波，其需要被减小到在将麦克风（诸如MEMS麦克风）对接到前置放大器时将不引入附加噪声或使总体电源噪声抑制（PSR）恶化的水平。

电压纹波可以通过滤波来减小。为了滤波，可以使用低通RC滤波器。由于存在从电荷泵到电容式麦克风的前置放大器的输入的直接耦合，因此要求高阻抗以获取充足的信噪比（SNR）。

由于电阻值和电容值对于集成而言可能非常大，因此当今，大多数滤波是基于背对背、反并联配置中的多二极管（poly-diode）。

US 2014/0003609 A1示出一种用于驱动MEMS麦克风的电路布置。该电路布置包括电荷泵。电荷泵经由第一路径与MEMS麦克风互连。在第一路径中，布置两个相反连接的二极管D1和D2。第一路径拆分成两个并联的子路径UP1和UP2，其中在每一个情况下，两个相反连接的二极管D1和D2中的一个布置在每一个子路径UP1和UP2中。这两个子路径UP1、UP2形成高阻抗元件。

然而，基于多二极管的这些滤波器器件的工艺变化和温度变化是非常高的。特别地，基于多二极管的电路通常在所要求的温度范围内不足够稳定，并且由于工艺变化而具有宽范围的参数变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电荷泵布置的阻抗电路和电荷泵布置，其允许阻抗电路和电荷泵布置的成本有效的制造和可靠的操作，特别是阻抗电路和电荷泵布置在宽温度范围内的可靠操作。

该目的通过独立权利要求的特征实现。本发明的有利实施例在从属权利要求中给出。

根据第一方面，本发明通过一种用于电荷泵布置的阻抗电路来区分。阻抗电路包括第一电流镜电路，其具有充当电流输入端子的第一偏置、充当电流输出端子的第一输出以及用于与预先选择的电位耦合的第一输入。另外，阻抗电路包括用于利用第一参考电流使第一电流镜电路偏置的第一电荷泵，其中第一电荷泵包括与第一电流镜电路的第一偏置耦合的第一偏置输出。有利地，电流镜电路包括非常高的输出电阻。电流镜电路的输出电阻取决于参考电流。参考电流越小，输出电阻越高。电荷泵由于其高输出阻抗而允许提供非常小的输出电流。由于相当确切地确定电荷泵的所有或几乎所有参数这一事实，该阻抗电路较小地倾向于工艺和温度变化。非常高的输出电阻允许例如电荷泵布置的电荷泵的所期望的输出电压的更干净的滤波。

根据第一方面的一个实施例，阻抗电路包括第二电流镜电路，其具有充当电流输入端子的第二偏置、充当电流输出端子的第二输出和用于与预先选择的电位耦合的第二输入。另外，阻抗电路包括用于利用第二参考电流使第二电流镜电路偏置的第二电荷泵，其中第二电荷泵包括与第二电流镜电路的第二偏置耦合的第二偏置输出。

有利地，通过这样的布置，两个子路径形成高阻抗元件。以此方式，可以模仿两个相反连接的二极管D1和D2的电阻布置。可以维持现有电路设计，例如用于滤波器和/或MEMS麦克风布置。