[发明专利]具有降低的二极管阈值电压和开态电阻的切换电容器电荷泵

说明书

本发明涉及具有降低的二极管阈值电压和开态电阻的切换电容器电荷泵。本公开涉及一种包括基于二极管的Dickson电荷泵的结构，其被配置为使用独立的多栅极器件以在充电和泵浦阶段期间降低多个晶体管二极管的阈值电压。

技术领域

本公开涉及切换电容器电荷泵，更具体地，涉及使用自产生的切换背栅极偏置电压的具有降低的二极管阈值电压和开态电阻的切换电容器电荷泵。

背景技术

在典型的体CMOS工艺中，晶体管二极管的体接地。因此，由于背栅极效应，典型的体CMOS工艺中的晶体管二极管的阈值电压是高的。因此，每个晶体管二极管级的阈值电压随着对于每个级的晶体管二极管的源极到体电压(跨源极到体的电压(即，VSB))的增加而增加。

此外，在典型的体CMOS工艺中，由于每个晶体管二极管级的阈值电压增加，因此导致较低的最大输出电压和较低的电压转换效率。

发明内容

在本公开的一个方面中，结构包括基于二极管的Dickson电荷泵，其被配置为使用独立的多栅极器件，以在充电和泵浦阶段期间降低多个晶体管二极管的阈值电压。

在本公开的另一个方面中，结构包括基于二极管的Dickson电荷泵，其被配置为使用全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)结构，以在充电和泵浦阶段期间降低多个晶体管二极管的阈值电压。

在本公开的另一个方面中，一种方法包括在充电和泵浦阶段期间将电荷泵中的多个晶体管二极管的阈值电压从预定电压水平降低，并在保持阶段期间将多个晶体管二极管的阈值电压返回到电荷泵中的预定电压水平。

附图说明

在下面的详细描述中通过本公开的示例性实施例的非限制性示例参考所述多个附图来描述本公开。

图1A示出了根据本公开的方面的全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)器件。

图1B示出了根据本公开的方面的基于二极管的Dickson电荷泵。

图2A-2B示出了根据本公开的方面的使用全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)结构的基于二极管的电荷泵。

图3A-3B示出了根据本公开的方面的第一阶段中的基于二极管的电荷泵操作。

图4A-4B示出了根据本公开的方面的第二阶段(其是第一阶段到第三阶段之间的过渡阶段)中的基于二极管的电荷泵操作。

图5A-5B示出了根据本公开的方面的第三阶段中的基于二极管的电荷泵操作。

图6A-6B示出了根据本公开的方面的第四阶段(其是下一个时钟周期的第三阶段到第一阶段之间的过渡阶段)中的基于二极管的电荷泵操作。

图7A示出了根据本公开的方面的基于二极管的电荷泵的性能。

图7B示出了根据本公开的方面的基于二极管的电荷泵的性能曲线图。

具体实施方式

本公开涉及切换电容器电荷泵，更具体地，涉及使用自产生的切换背栅极偏置电压的具有降低的二极管阈值电压和开态电阻的切换电容器电荷泵。在更具体的实施例中，电荷泵电压发生器利用全耗尽绝缘体上硅(SOI)结构(或任何独立的多栅极结构技术)来降低开态期间的晶体管二极管的阈值电压，并增加截止态期间的晶体管二极管的阈值电压。有利地，通过实施电荷泵电压发生器，提升了性能并节省了电力。