[发明专利]减少电荷泵基板噪声的方法和系统

说明书

提供了减少具有飞跨电容器的电荷泵中的基板噪声的方法和系统。飞跨电容器的输入节点以第一转换速度预充电。飞跨电容器的输入节点以比第一转换速度快的第二转换速度下充电。飞跨电容器的输入节点以第三转换速度预放电。飞跨电容器的输入节点以比第一转换速度快的第四转换速度放电。

技术领域

本公开一般涉及电荷泵，更具体地，涉及具有减少的基板噪声的电荷泵。

背景技术

近年来，一直致力于改善性能，增加附加特征，降低成本，并且在半导体集成电路(IC)中占用较少的空间。因此，电路的速度逐渐增加，IC变得更加密集，并且引入了共享公共基板的更多电路块。

这些先进的数字，混合信号或模拟IC面临的一个挑战是最大限度地降低系统各部分之间的噪声耦合，以避免性能下降甚至出现故障。寄生效应引起的耦合可能导致IC的性能不可靠。例如，在混合信号电路中，作为噪声源的敏感模拟电路和高频数字电路都可能存在于同一IC上，导致通过导电基板在这两种类型的电路之间产生不希望的信号耦合。这些电路越密集，基板噪声问题就越明显。

示例性高频和高功率电路是电荷泵，其是DC到DC转换器，其使用电容器作为能量存储元件以从参考输入提供更低或更高的电压电平。电荷泵可以通过公共节点(例如基板)引入混合信号噪声耦合。电荷泵的高频开关操作引起下面的基板电压的波动，该基板电压通过公共基板扩散，引起基板电位的变化，影响IC的各种部件，包括敏感的模拟部分。

附图说明

附图是说明性实施例。它们没有示出所有实施例。可以另外或替代地使用其他实施例。可省略可能明显或不必要的细节以节省空间或用于更有效的说明。一些实施例可以用附加的组件或步骤和/或没有所示的所有组件或步骤来实践。当相同的数字出现在不同的图中时，它指的是相同或相似的组件或步骤。

图1A示出了典型的电荷泵阶段。

图1B示出了与图1A的电荷泵阶段的操作有关的几个波形。

图2示出了与示例性实施例一致的电荷泵阶段200。

图3示出了与图2的电荷泵阶段的操作有关的几个波形，与说明性实施例一致。

具体实施方式

综述

在以下详细描述中，通过示例阐述了许多具体细节，以便提供对相关教导的透彻理解。然而，应该显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下实践本教导。在其他情况下，已经相对高级地描述了众所周知的方法、过程、组件和/或电路，而没有详细描述，以避免不必要地模糊本教导的各方面。一些实施例可以用附加的组件或步骤和/或没有所描述的所有组件或步骤来实践。

这里公开的方法和电路一般涉及提供低噪声电荷泵的方法和电路。更具体地，本公开描述了具有减小的基板噪声的有源电荷泵。电荷泵使用开关装置来控制电容器两端的电压。在这方面，可以使用多级来逐步增加从一级到另一级的参考电压。在每级中使用的电容器有时被称为“飞跨电容器”，其在第一电源(例如，Vin)和第二电源(例如，地)之间循环。飞跨电容器通常具有到地(例如，当用作外部装置时)或基板(例如，当集成在芯片上时)的寄生电容。该寄生电容用作将噪声耦合到共享相同接地和/或基板的其他电路部件的导管。