[发明专利]电荷泵控制器及其方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及电子学，尤其是涉及形成半导体器件的方法和结构。

过去，半导体工业利用各种方法和结构来形成电荷泵控制器。电荷泵控制器一般是这样的电路，其将电容器上的电荷存储到一电压且并联或串联地配置电容器，以形成大于输入电压的输出电压。电荷泵控制器一般以两个相位时钟工作，其中电容器在一个相位期间被充电并连接成在第二个相位期间提供输出电压。当负载所需要的电流的量减小到小的值时，电荷泵控制器一般不精确地调节输出电压的值。在轻负载条件下，输出电压一般具有大的纹波电压，该纹波电压恶化了从电荷泵控制器接收电压的负载的工作。在通常称为LM2794的部件的数据表中公开了这样的电荷泵控制器的一个例子，LM2794可从加利福尼亚州的Santa Clara的National Semiconductor公司得到。

因此，期望有一种具有低纹波电压的电荷泵控制器。

附图说明

图1简要示出包括根据本发明的电荷泵控制器的示例性实施方式的电荷泵系统的一部分的实施方式；

图2是具有曲线的图，该曲线示出根据本发明的图1的电荷泵控制器的一些信号；以及

图3简要示出包括根据本发明的图1的电荷泵控制器的半导体器件的放大平面图。

为了说明的简洁和清楚，附图中的元件没有必要按比例绘制，且不同图中相同的参考数字表示相同的元件。此外，为了描述的简单而省略了公知的步骤和元件的说明与详述。如这里所使用的载流电极表示器件中承载通过该器件的电流的元件，如MOS晶体管的源极或漏极、或双极型晶体管的集电极或发射极、或二极管的负极或正极；而控制电极表示器件中控制通过该器件的电流的元件，如MOS晶体管的栅极或双极型晶体管的基极。虽然这些器件在这里被解释为某个N沟道或P沟道器件，但本领域中的普通技术人员应该认识到，依照本发明，互补器件也是可能的。本领域中的技术人员应认识到，这里使用的词“在...的期间、在...同时、当...的时候”不是表示一有启动行为就会马上发生行为的准确术语，而是在被初始行为激起的反应之间可能有一些微小但合理的延迟，例如传播延迟。

具体实施方式

图1简要示出了电荷泵系统10的一部分的实施方式，该电荷泵系统10利用电荷泵控制器20的示例性实施方式来提供用于使负载12工作的功率。电荷泵控制器20被用来将电荷施加到泵电容器15和16上，并接着使用泵电容器15和16来给负载12提供小于在充电模式期间施加到电容器15和16的电荷的电荷。由控制器20提供的电荷给负载12提供输出电压和负载电流。泵电容器15和16通常在控制器20的外部。控制器20通常在电压输入21和电压返回22之间从dc电压源例如电池11接收功率，并通过输出23提供电荷。滤波电容器13可连接在输出23和返回22之间，以便例如通过存储由控制器20提供的电荷来帮助提供输出电压。如在下文中将进一步看到的，对于大于第一值的充电电流的值，控制器20将放电电流控制到大约等于充电电流，以及对于小于第一值的充电电流的值，控制器20将放电电流控制到小于充电电流。