[实用新型]一种电荷泵

说明书

一种电荷泵，其特征在于：所述电荷泵包括一级电荷泵、二级电荷泵、滤波延时单元；其中，所述滤波延时单元，连接在时钟信号与所述二级电荷泵的时钟控制端之间，对所述二级电荷泵的时钟控制端进行滤波和延时。本发明方法简单、结果精确，使得二级电荷泵的输出电压足够稳定，使得电荷泵具备了更为广泛的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，更具体的，涉及一种电荷泵。

背景技术

目前，电荷泵作为一种直流-直流转换器，能够利用电容器为储能元件，能够产生比输入电压更大的输出电压，具有较高的能量效率，电路结构简单，因此具有广泛的应用场景。然而，在这类电荷泵当中，由于时钟信号会在高低电平的切换时刻造成电荷泵内MOS管的同时导通，因此电荷泵的内部电流会在每个时钟信号电平切换点上发生瞬时电流冲激效应，从而导致输出电压的纹波较大。

为了进一步提高电荷泵的能量效率，现有技术中常常采用多个电荷泵级联的方式实现更高的输出电压。当多级电荷泵级联使用时，还会更进一步的导致输出电压纹波的放大。

针对上述问题，本实用新型提供了一种新的电荷泵。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种电荷泵，该电荷泵中包括二级电荷泵的级联结构，另外，通过调节两个电荷泵之间时钟控制信号的相位差，使得输出电压的纹波得到了充分抑制。

本实用新型采用如下的技术方案。

本实用新型第一方面，涉及一种电荷泵，电荷泵包括一级电荷泵、二级电荷泵、滤波延时单元；其中，滤波延时单元，连接在时钟信号与二级电荷泵的时钟控制端之间，对二级电荷泵的时钟控制端进行滤波和延时。

优选地，滤波延时单元包括第一反相器、滤波电阻、滤波电容、第二反相器和第三反相器；其中，第一反相器的输入端接入时钟信号，输出端与滤波电阻的一端连接；滤波电阻的另一端分别连接滤波电容的上极板、第二反相器的输入端；滤波电容的下极板接地，第二反相器的输出端生成输出延时第一信号，并与二级电荷泵的第一时钟控制端连接；第二反相器的输出端接入至第三反相器的输入端，第三反相器的输出端生成输出延时第二信号，并与二级电荷泵的第二时钟控制端连接。

优选地，一级电荷泵与二级电荷泵的结构相同，且一级电荷泵的输出端与二级电荷泵的低电压端连接。

优选地，一级电荷泵包括泵内第一反相器、泵内第二反相器、第一电容、第二电容、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管；其中，第一NMOS管、第二NMOS管的源极接地；第一NMOS管的栅极分别与第二NMOS管的漏极、第二PMOS管的漏极、第一PMOS管的栅极连接；第二NMOS管的栅极分别与第一NMOS管的漏极、第一PMOS管的漏极、第二PMOS管的栅极连接；第一PMOS管、第二PMOS管的源极相互连接，作为一级电荷泵的输出端；第一电容的上极板连接至第一PMOS管和第一NMOS管的漏极上，下极板与泵内第一反相器的输出端、泵内第二反相器的输入端连接；第二电容的上极板连接至第二PMOS管和第二NMOS管的漏极上，下极板与泵内第二反相器的输出端连接；泵内第一反相器的输入端接入时钟信号，泵内第一反相器和泵内第二反相器接入电源电压作为器件工作电压。

优选地，二级电荷泵内的第一NMOS管、第二NMOS管的源极作为二级电荷泵的低电压端；二级电荷泵内的泵内第一反相器的输出端与泵内第二反相器的输入端之间互不连接。

优选地，二级电荷泵的时钟控制端与一级电荷泵的时钟控制端的相位相差90度。

优选地，基于时钟信号的周期长度设计滤波延时单元中滤波电容、滤波电阻和反相器的参数，以使得滤波延时单元的时延为n*T±1/4T；其中，T为时钟信号的周期，n为任意自然数。