專(zhuān)利名稱(chēng)：電荷泵電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于提供預(yù)定電壓的電荷泵電路。
背景技術(shù)：
采用二極管元件或開(kāi)關(guān)元件等整流元件和電容器作為主要部件的電荷泵電路已廣泛用作提升輸入電壓以提供預(yù)定電壓的電路。作為這種電路之一，例如，在日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2000-066747(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中已提出并公開(kāi)了一種執(zhí)行反饋控制來(lái)提供適當(dāng)輸出電壓的結(jié)構(gòu)。圖5示出了與專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的電荷泵電路類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。
電荷泵電路101具有接收電源電壓VDD的輸入端子107、接收時(shí)鐘信號(hào)CLK的時(shí)鐘輸入端子108、以及向與之相連的負(fù)載提供預(yù)定升壓電壓的輸出端子109。雖然未示出負(fù)載，但是負(fù)載是用于實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備預(yù)定功能的電子電路的電源部分。
均為二極管元件的第一和第二整流元件110和111串聯(lián)在輸入和輸出端子107和109之間。輸出端子109與輸出電容器112、以及用于對(duì)輸出電壓分壓的電阻串聯(lián)單元113和114相連。電阻113和114之間的節(jié)點(diǎn)上的電壓設(shè)置為到運(yùn)算放大器115的反饋電壓。運(yùn)算放大器115對(duì)反饋電壓和基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，提供高電平或低電平信號(hào)。
運(yùn)算放大器115的輸出提供至NPN雙極性晶體管116的基極，晶體管116的發(fā)射極接地。晶體管116的集電極與NPN雙極性晶體管117的集電極相連，晶體管117的發(fā)射極接地，基極與其集電極相連。晶體管117的集電極也與從輸入端子107傳送恒定電流IS的恒定電流源118相連。晶體管117的基極與NPN雙極性晶體管119的基極相連，晶體管119的發(fā)射極接地。晶體管119的集電極與電流鏡電路120的IN端子相連。
電流鏡電路120的OUT1端子與NPN雙極性晶體管121的集電極和NPN雙極性晶體管122的集電極相連，晶體管121的發(fā)射極接地，晶體管122的發(fā)射極接地，基極與其集電極相連。晶體管121的基極與時(shí)鐘輸入端子108相連。
時(shí)鐘輸入端子108還與反相器123相連，反相器123將時(shí)鐘信號(hào)CLK反轉(zhuǎn)并輸出。反相器123將其輸出提供至具有接地發(fā)射極的NPN雙極性晶體管124的基極。晶體管124的集電極與電流鏡電路120的OUT2端子相連，并與具有接地發(fā)射極的NPN雙極性晶體管125的基極相連。
晶體管122的基極與具有接地發(fā)射極的NPN雙極性晶體管126的基極相連。晶體管126的集電極與PNP雙極性晶體管127的基極相連，晶體管127的發(fā)射極與輸入端子107相連，集電極與晶體管125的集電極相連。晶體管125與127之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器128的另一端相連，升壓電容器128的一端與第一和第二整流元件110和111之間的節(jié)點(diǎn)相連。
電荷泵電路101如下進(jìn)行操作。當(dāng)電阻113和114之間節(jié)點(diǎn)上的電壓(即，反饋電壓)低于基準(zhǔn)電壓VREF時(shí)，運(yùn)算放大器115提供低電平信號(hào)，使晶體管116截止。當(dāng)晶體管116截止時(shí)，恒定電流IS流經(jīng)晶體管117，再流經(jīng)晶體管119，到達(dá)電流鏡電路120的IN端子。接著，恒定電流IS流經(jīng)電流鏡電路120的OUT1和OUT2端子。
在這種狀態(tài)下，當(dāng)時(shí)鐘輸入端子108的時(shí)鐘信號(hào)CLK獲得高電平時(shí)，晶體管121導(dǎo)通，從而使晶體管122和126截止，并且晶體管127截止。因?yàn)榫w管124截止，恒定電流IS作為基極電流流經(jīng)晶體管125，使晶體管125導(dǎo)通。由此，升壓電容器128的另一端上的電壓降低，第一整流元件110的負(fù)極側(cè)的電壓降低。電荷從第一整流元件110的正極側(cè)向其負(fù)極側(cè)移動(dòng)，并暫時(shí)累積在升壓電容器128中。
之后，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK獲得低電平時(shí)，晶體管121截止，從而使恒定電流IS流經(jīng)晶體管122和126，并且恒定電流IS作為基極電流流經(jīng)晶體管127，使晶體管127導(dǎo)通。同時(shí)，晶體管124導(dǎo)通，從而使晶體管125截止。由此，升壓電容器128的另一端上的電壓升高，并且第一整流元件110的負(fù)極側(cè)的電壓，即，第二整流元件111的正極側(cè)的電壓升高。在升壓電容器128中暫時(shí)累積的電荷從第二整流元件111的正極側(cè)向其負(fù)極側(cè)移動(dòng)，并累積在輸出電容器112中。這樣，當(dāng)反饋電壓低于基準(zhǔn)電壓VREF時(shí)，執(zhí)行升壓操作以使輸出端子109的電壓升高。
當(dāng)反饋電壓高于基準(zhǔn)電壓VREF時(shí)，運(yùn)算放大器115提供高電平信號(hào)，使晶體管116導(dǎo)通。當(dāng)晶體管116導(dǎo)通時(shí)，晶體管117和119截止，沒(méi)有電流流經(jīng)電流鏡電路120的IN端子。由此，沒(méi)有電流流經(jīng)電流鏡電路120的OUT1和OUT2端子。在這種狀態(tài)下，因?yàn)闊o(wú)論高電平還是低電平，時(shí)鐘信號(hào)CLK均使晶體管125和127截止，所以對(duì)于第一和第二整流元件110和111，電荷不移動(dòng)。如上所述，當(dāng)反饋電壓高于基準(zhǔn)電壓VREF時(shí)，升壓操作停止。
因此，穩(wěn)定操作時(shí)，在緊接著反饋電壓變?yōu)榈陀诨鶞?zhǔn)電壓VREF的時(shí)鐘信號(hào)CLK時(shí)間段中，進(jìn)行升壓操作以升高輸出電壓。之后，根據(jù)與負(fù)載大小有關(guān)的輸出電容器112的放電，輸出電壓緩慢下降，直到反饋電壓變?yōu)榈陀诨鶞?zhǔn)電壓VREF時(shí)，升壓操作停止。因?yàn)榇嬖谏龎翰僮魍Ｖ沟臅r(shí)間段，所以整體上抑制了電流消耗。上述輸出電壓的略微升高和降低，即，輸出電壓的變化稱(chēng)作“紋波”，變化幅度稱(chēng)作“紋波電壓”。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2000-066747發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，輸出電容器112的放電量極其小，從而紋波的時(shí)間段或周期較長(zhǎng)，并且紋波電壓相對(duì)較大。結(jié)果，作為負(fù)載而連接的電子電路的電源部分發(fā)生較長(zhǎng)周期的相對(duì)較大幅度的振蕩，從而電子設(shè)備的特性易于降低。
鑒于上述問(wèn)題，提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種電荷泵電路，即使在負(fù)載較小時(shí)，該電荷泵電路也獲得輸出電壓的較短周期的紋波以及較小的紋波電壓。
解決問(wèn)題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的電荷泵電路包括第一和第二整流元件，串聯(lián)在輸入和輸出端子之間；輸出電容器，與輸出端子相連；以及升壓電容器，其一端與第一和第二整流元件之間的節(jié)點(diǎn)相連；配置所述電荷泵電路，從而通過(guò)升壓電容器的另一端上的電壓，使電荷依次移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件，并累積在輸出電容器中，以在輸出端子上獲得預(yù)定電壓；所述電荷泵電路還包括積分器，用于提供通過(guò)對(duì)從輸出端子饋送的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之差進(jìn)行積分而產(chǎn)生的電壓；時(shí)鐘反相器，具有設(shè)置在電源側(cè)和接地側(cè)的晶體管，用于接收時(shí)鐘信號(hào)；以及可變電流源，用于向電源側(cè)和接地側(cè)的晶體管之一提供基于積分器的輸出電壓的電流，時(shí)鐘反相器用于向升壓電容器的另一端子提供基于可變電流源提供的電流的電壓。
根據(jù)本發(fā)明另一方案的電荷泵電路包括第一和第二整流元件，串聯(lián)在輸入和輸出端子之間；輸出電容器，與輸出端子相連；以及升壓電容器，其一端與第一和第二整流元件之間的節(jié)點(diǎn)相連；配置所述電荷泵電路，從而通過(guò)升壓電容器的另一端上的電壓，使電荷依次移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件，并累積在輸出電容器中，以在輸出端子上獲得預(yù)定電壓；所述電荷泵電路還包括積分器，用于提供通過(guò)對(duì)從輸出端子饋送的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之差進(jìn)行積分而產(chǎn)生的電壓；以及可變電流源，設(shè)置在輸入端子與第一整流元件之間，用于向第一整流元件提供基于積分器的輸出電壓的電流。
優(yōu)選地，所述電荷泵電路還包括串聯(lián)在第一和第二整流元件之間的一個(gè)或多個(gè)整流元件。
優(yōu)選地，整流元件是二極管元件。
優(yōu)選地，整流元件是開(kāi)關(guān)元件，第一和第二整流元件交替地導(dǎo)通或截止。
本發(fā)明的有益效果因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的電荷泵電路具有提供通過(guò)對(duì)輸出端子的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之差進(jìn)行積分而產(chǎn)生的電壓的積分器、以及提供基于積分器的輸出電壓的電流的可變電流源，所以電荷泵電路可以控制電荷移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件，從而即使在負(fù)載較小時(shí)，也可以縮短輸出電壓的紋波周期，并獲得較小的紋波電壓。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)的電荷泵電路的電路圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1-4電荷泵電路7輸入端子8時(shí)鐘輸入端子9輸出端子10，40第一整流元件11，41第二整流元件12輸出電容器15積分器16時(shí)鐘反相器17升壓電容器30形成時(shí)鐘反相器的電源側(cè)晶體管31形成時(shí)鐘反相器的接地側(cè)晶體管32，51可變電流源
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，描述本發(fā)明的實(shí)施例。在以下描述中，相同或相應(yīng)的部分具有相同的附圖標(biāo)記，并不重復(fù)對(duì)其的描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖。
參考圖1，電荷泵電路1包括接收電源電壓VDD的輸入端子7、接收時(shí)鐘信號(hào)CLK的輸入端子8、以及向與之相連的負(fù)載提供預(yù)定升壓電壓的輸出端子9。
均為二極管元件的第一和第二整流元件10和11串聯(lián)在輸入和輸出端子7和9之間。雖然圖1所示的二極管元件分別是PN結(jié)二極管，但是可以采用各自的柵極與漏極連接在一起的MOS晶體管。輸出端子9與輸出電容器12、以及用于對(duì)輸出電壓分壓的電阻串聯(lián)單元13和14相連。輸出電容器12具有盡可能大地抑制紋波電壓的較大電容。電阻13和14具有減小流向地電勢(shì)的電流的較高電阻。電阻13和14之間節(jié)點(diǎn)上的電壓作為反饋電壓饋送至積分器15。
積分器15通過(guò)對(duì)反饋電壓與基準(zhǔn)電壓VREF之差進(jìn)行積分而產(chǎn)生輸出電壓，該輸出電壓控制時(shí)鐘反相器16的可變電流源32(稍后將述)的電流值。時(shí)鐘反相器16反轉(zhuǎn)從時(shí)鐘輸入端子8提供的時(shí)鐘信號(hào)CLK，并提供其波形取決于可變電流源32的電流值的電壓。時(shí)鐘反相器16的輸出與用于升壓操作的升壓電容器17的另一端相連，升壓電容器17的一端與第一和第二整流元件10和11之間的節(jié)點(diǎn)相連。
現(xiàn)在描述積分器15和時(shí)鐘反相器16的內(nèi)部電路。積分器15具有運(yùn)算放大器20、電容器21和電阻22，電阻13與14之間的節(jié)點(diǎn)連接在運(yùn)算放大器20的反相輸入端子與電容器21的一端之間。運(yùn)算放大器20在其非反相輸入端子上接收基準(zhǔn)電壓VREF，在其反相端子上接收前述反饋電壓，并通過(guò)對(duì)從輸出端子提供的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓VREF之差進(jìn)行積分而產(chǎn)生電壓。運(yùn)算反相器20的輸出端子形成積分器15的輸出。電容器21的另一端與電阻22的一端相連，電阻22的另一端與運(yùn)算放大器20的輸出端子相連。電容器21的電容可以相對(duì)較小。因此，在電荷泵電路1的許多部件集成在集成電路中的情況下，也可以將積分器15集成到其中。
時(shí)鐘反相器16具有晶體管30、晶體管31和可變電流源32，晶體管30在電源側(cè)，是PMOS晶體管，晶體管31在接地側(cè)，是NMOS晶體管。電源側(cè)晶體管30和接地側(cè)晶體管31的柵極與時(shí)鐘輸入端子8相連，電源側(cè)晶體管30的源極與輸入端子7相連，接地側(cè)晶體管31的源極與可變電流源32相連。電源側(cè)晶體管30的漏極與接地側(cè)晶體管31的漏極相連，兩個(gè)漏極之間的接地形成時(shí)鐘反相器16的輸出?？勺冸娏髟?2提供流向地電勢(shì)的電流，該電流的電流值由上述積分器15的輸出電壓控制。可變電流源32可以設(shè)置在輸入端子7與電源側(cè)晶體管30之間。
現(xiàn)在描述電荷泵電路1的操作。通過(guò)升壓電容器17的另一端上的電壓，使經(jīng)由輸入端子7從電源電壓VDD提供的電荷依次移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件10和11，并累積在輸出電容器12中。從而輸出端子9提供預(yù)定電壓。
以下更加詳細(xì)地描述電荷依次移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件10和11。當(dāng)時(shí)鐘輸入端子8的時(shí)鐘信號(hào)CLK為高時(shí)，時(shí)鐘反相器16的輸出電壓降低，并通過(guò)升壓電容器17使第一整流元件10的負(fù)極側(cè)的電壓降低。因此，電荷從第一整流元件10的正極側(cè)向負(fù)極側(cè)移動(dòng)，并暫時(shí)累積在升壓電容器17中。之后，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK變低時(shí)，時(shí)鐘反相器的輸出16升高，第一整流元件10的負(fù)極側(cè)的電壓升高，即第二整流元件11的正極側(cè)的電壓升高。暫時(shí)累積在升壓電容器17中的電荷從第二整流元件11的正極側(cè)向負(fù)極側(cè)移動(dòng)，并累積在輸出電容器12中。
電阻13和14對(duì)輸出端子9上的輸出電壓進(jìn)行分壓，積分器15對(duì)反饋電壓(即，電阻13和14之間的節(jié)點(diǎn)上的電壓)進(jìn)行積分。積分器15的輸出電壓(積分電壓)控制可變電流源32的電流值，使之隨著積分器15的輸出電壓的升高而增大，并隨著輸出電壓的降低而減小。該電流值控制時(shí)鐘反相器16的輸出電壓的降低程度，并由此確定移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件10和11的電荷。
更具體地，當(dāng)與輸出端子9耦合的負(fù)載增大時(shí)，從積分器15提供的積分電壓略微升高，可變電流源32的電流值增大。當(dāng)可變電流源32的電流值較大，時(shí)鐘反相器16的輸出電壓降低時(shí)，輸出電壓的降低程度較大，從第一整流10的正極側(cè)向負(fù)極側(cè)移動(dòng)的電荷量增加。相反，當(dāng)與輸出端子9耦合的負(fù)載較小時(shí)，從積分器15提供的積分電壓略微降低，可變電流源32的電流值減小。當(dāng)可變電流源32的電流值較小，時(shí)鐘反相器16的輸出電壓降低時(shí)，輸出電壓的降低程度較小，從第一整流10的正極側(cè)向負(fù)極側(cè)移動(dòng)的電荷量減少。如上所述，移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一整流元件10的電荷移動(dòng)經(jīng)過(guò)第二整流元件11，并累積在輸出電容器12中。
因此，根據(jù)負(fù)載對(duì)移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件的電荷進(jìn)行控制。當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，移動(dòng)的電荷減少，從而紋波電壓降低。當(dāng)紋波電壓較低時(shí)，即使輸出電容器12的放電量非常下，紋波周期也較短。雖然沒(méi)有升壓操作停止的時(shí)間段，但是因?yàn)闆](méi)有多余的電荷移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件10和11，所以抑制了電流消耗。
現(xiàn)在參考圖2，描述使用開(kāi)關(guān)元件作為電荷泵電路的第一和第二整流元件的實(shí)施例。
參考圖2，電荷泵電路2具有類(lèi)似于電荷泵電路1的輸入端子7、時(shí)鐘輸入端子8和輸出端子9，并具有輸出電容器12與對(duì)輸出電壓分壓的電阻13和14的串聯(lián)單元、積分器15、時(shí)鐘反相器16和升壓電容器17。第一和第二整流元件40和41分別是PMOS晶體管，用作開(kāi)關(guān)元件，并串聯(lián)在輸入和輸出端子7和9之間。第一整流元件40的柵極與反轉(zhuǎn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的反相器42的輸出相連，第二整流元件41的柵極與對(duì)反相器42的輸出進(jìn)一步反轉(zhuǎn)的反相器43的輸出相連。向反相器42和43提供輸出端子9上的輸出電壓，作為電源。
電荷泵電路2整體上操作與電荷泵電路1類(lèi)似，但是第一和第二整流元件40和41與第一整流元件40的負(fù)極側(cè)的通過(guò)升壓電容器17的電壓變化同步地交替導(dǎo)通或截止。具體地，當(dāng)時(shí)鐘輸入端子8上的時(shí)鐘信號(hào)CLK為高時(shí)，第一整流元件40的負(fù)極側(cè)的電壓通過(guò)升壓電容器17降低，第一整流元件40導(dǎo)通，從而升壓電容器17暫時(shí)累積電荷。之后，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK變低時(shí)，第一整流元件40的負(fù)極側(cè)上的電壓，即第二整流元件41的正極側(cè)上的電壓升高，第二整流元件41導(dǎo)通，從而輸出電容器12累積升壓電容器17中暫時(shí)累積的電荷。
雖然圖2示出了PMOS晶體管作為開(kāi)關(guān)元件，但是可以使用NMOS晶體管等?？刂频谝缓偷诙髟?0和41柵極的信號(hào)可以采用非交迭的周期。在這種情況下，有必要改變反相器42和43的輸出極性，并添加延遲元件，但是這種改變和添加方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的，所以這里不對(duì)其進(jìn)行描述。
現(xiàn)在參考圖3，描述另一實(shí)施例，其中可變電流源與第一和第二整流元件串聯(lián)設(shè)置。
參考圖3，電荷泵電路3具有類(lèi)似于電荷泵電路1的輸入端子7、時(shí)鐘輸入端子8和輸出端子9，并具有輸出電容器12與對(duì)輸出電壓分壓的電阻13和14的串聯(lián)單元、積分器15和升壓電容器17。均為二極管元件的第一和第二整流元件10和11串聯(lián)在輸入和輸出端子7和9之間。此外，可變電流源51設(shè)置在輸入端子7和第一整流元件10之間，并由積分器15的輸出電壓控制。升壓電容器17的另一端與時(shí)鐘反相器52的輸出相連。時(shí)鐘反相器52反轉(zhuǎn)從時(shí)鐘輸入端子8提供的時(shí)鐘信號(hào)CLK，但不具有可變電流源。
電荷泵電路3整體上操作與電荷泵電路1類(lèi)似，但是可變電流源51的電流值由從積分器15提供的積分電壓控制。該電流值是每單位時(shí)間移動(dòng)的電荷量，因此確定了移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一和第二整流元件10和11的電荷。當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，與電荷泵電路1類(lèi)似，紋波電壓較小，紋波周期較短。此外，抑制了電流消耗。
雖然電荷泵電路3是電荷泵電路1的修改方案，但是也可以修改電荷泵電路2，并且可以采用將開(kāi)關(guān)元件用作第一和第二整流元件并將其與可變電流源串聯(lián)設(shè)置的配置。
現(xiàn)在參考圖4，描述實(shí)施例，其中第一和第二整流元件以及另外的整流元件串聯(lián)在輸入和輸出端子7和9之間，以進(jìn)一步提升輸出電壓。
參考圖4，除了電荷泵電路1的部件外，電荷泵電路4還包括設(shè)置在第二整流元件11和輸出端子9之間的第三整流元件11a、一端與第二和第三整流元件11和11a之間的節(jié)點(diǎn)相連的第二升壓電容器17a。第二升壓電容器17a的另一端與第二時(shí)鐘反相器16a的輸出相連，第二時(shí)鐘反相器16a的結(jié)構(gòu)與時(shí)鐘反相器16的相同。第二時(shí)鐘反相器16a的第二電源側(cè)晶體管30a和第二接地側(cè)晶體管31a的柵極與反轉(zhuǎn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的反相器18的輸出相連。類(lèi)似于可變電流源32，第二可變電流源32a的電流值由積分器15的輸出電壓控制。
電荷泵電路4如下進(jìn)行操作。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK為高時(shí)，第一整流元件10的負(fù)極側(cè)電壓降低，第二整流元件11的負(fù)極側(cè)電壓升高。因此，電荷從第一整流元件10的正極側(cè)向負(fù)極側(cè)移動(dòng)，并暫時(shí)累積在升壓晶體管17中。此外，在第二升壓晶體管17a中暫時(shí)累積的電荷從第三整流元件11a的正極側(cè)向負(fù)極側(cè)移動(dòng)，并累積在輸出電容器12中。之后，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK變低時(shí)，第一整流元件10的負(fù)極側(cè)電壓升高，第二整流元件11的負(fù)極側(cè)電壓降低。相應(yīng)地，升壓晶體管17中暫時(shí)累積的電荷從第二整流元件11的正極側(cè)向負(fù)極側(cè)移動(dòng)，并暫時(shí)累積在第二升壓電容器17a中。
在一些情況下，兩個(gè)時(shí)鐘反相器16和16a之一可以配置成不具有可變電流源。這是因?yàn)樵谝恍┣闆r下，只需要控制移動(dòng)經(jīng)過(guò)整流元件之一的電荷。當(dāng)然，除了第三整流元件11a之外，還可以采用一個(gè)或多個(gè)整流元件?？梢耘c電荷泵電路1類(lèi)似地修改電荷泵電路2和3。
雖然描述了本發(fā)明實(shí)施例的電荷泵電路，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例的描述，在所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)上的多種改變。例如，積分器15可以由另一內(nèi)部電路形成。在上述實(shí)施例中，輸出電壓呈正值。但是，本發(fā)明可以應(yīng)用于輸出電壓呈負(fù)值的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，可以用雙極性晶體管取代MOS晶體管。
雖然詳細(xì)描述并示出了本發(fā)明，但是要清楚理解以上描述是示例性的，而不是限制性的，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種電荷泵電路(1，2，4)，包括第一和第二整流元件(10，11)，串聯(lián)在輸入和輸出端子之間；輸出電容器(12)，與所述輸出端子相連；以及升壓電容器(17)，其一端與所述第一和第二整流元件之間的節(jié)點(diǎn)相連；配置所述電荷泵電路，從而通過(guò)所述升壓電容器的另一端上的電壓，使電荷依次移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述第一和第二整流元件，并累積在所述輸出電容器中，以在所述輸出端子上獲得預(yù)定電壓；其包括積分器(15)，用于輸出通過(guò)對(duì)從所述輸出端子饋送的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之差進(jìn)行積分而產(chǎn)生的電壓；以及時(shí)鐘反相器(16)，具有設(shè)置在電源側(cè)和接地側(cè)的晶體管(30，31)，其被輸入時(shí)鐘信號(hào)；以及可變電流源(32)，用于向其中一個(gè)晶體管提供基于所述積分器的輸出電壓的電流；所述時(shí)鐘反相器用于向所述升壓電容器的另一端子輸出基于所述可變電流源提供的電流的電壓。
2.一種電荷泵電路(3)，包括第一和第二整流元件(10，11)，串聯(lián)在輸入和輸出端子之間；輸出電容器(12)，與所述輸出端子相連；以及升壓電容器(17)，其一端與所述第一和第二整流元件之間的節(jié)點(diǎn)相連；配置所述電荷泵電路，從而通過(guò)所述升壓電容器的另一端上的電壓，使電荷依次移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述第一和第二整流元件，并累積在所述輸出電容器中，以在所述輸出端子上獲得預(yù)定電壓；其包括積分器(15)，用于輸出通過(guò)對(duì)從所述輸出端子饋送的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之差進(jìn)行積分而產(chǎn)生的電壓；以及可變電流源(51)，設(shè)置在所述輸入端子與所述第一整流元件之間，用于向所述第一整流元件提供基于所述積分器的輸出電壓的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電荷泵電路，還包括與所述第一和第二整流元件串聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)整流元件(11a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電荷泵電路，其中所述整流元件是二極管元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電荷泵電路，其中所述整流元件是開(kāi)關(guān)元件(40，41)，所述第一和第二整流元件交替地導(dǎo)通或截止。
全文摘要
一種電荷泵電路(1)包括串聯(lián)在輸入(7)和輸出端子(9)之間的第一和第二整流元件(10，11)，通過(guò)使電荷依次通過(guò)整流元件(10，11)，并在輸出電容器(12)中累積電荷，來(lái)從輸出端子(9)提供預(yù)定電壓；該電荷泵電路(1)還包括積分器(15)，對(duì)從所述輸出端子饋送的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之差進(jìn)行積分；升壓電容器(17)，其一端與第一和第二整流元件之間的節(jié)點(diǎn)相連；以及時(shí)鐘反相器(16)，具有設(shè)置在電源側(cè)和接地側(cè)的用于接收時(shí)鐘信號(hào)(CLK)的晶體管(30，31)、以及可變電流源(32)，用于向晶體管之一提供基于積分器(15)的輸出電壓的電流，具有與升壓電容器(17)的另一端相連的輸出。
文檔編號(hào)H02M3/07GK101048930SQ20058003680
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者中田健一 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司