[发明专利]一种电荷泵时序控制电路及电荷泵电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件领域，特别涉及一种电荷泵时序控制电路及电荷泵电路。

背景技术

电荷泵属于一种开关电容电路，能实现输入直流电压到输出直流电压的转换，使输入电压升高或者降低，同时使输出产生正电压或者负电压，广泛的应用于存储器、背光驱动、射频开关等芯片中。

现有技术中，交叉耦合电荷泵是使用最为广泛的一类电荷泵，如图1所示。该结构中由交叉耦合PMOS管(M_P1和M_P2)和两个泵电容(C₁和C₂)构成预充电电路，两个串联的NMOS管(M_N1和M_N2)作为电荷传输器件产生负电压输出V_OUT。充电/放电节点(N₁和N₂)的寄生电容为C_P1和C_P2，主要源于晶体管和泵电容的寄生电容。交叉耦合电荷泵的时序控制信号如图2所示，包括时钟驱动信号(CK₁、CK₂、CK₃、CK₄)和节点电压信号(VN₁和VN₂)。延迟时间(T_D)是用来防止时钟驱动的短路损耗。V_N1和V_N2由时钟驱动信号产生，图中为理想的非交叠信号。

然而，该结构在N₁和N₂节点处存在很大的寄生电容，会显著降低电流驱动能力和输出电压精度。同时，由于芯片制程所带来的偏差，使现有的控制时序难以避免产生回流损耗，进一步恶化输出电压精度，增加纹波。因此，如何减小甚至消除电荷泵电路中的回流损耗，实现电流驱动能力、输出电压精度、纹波、启动时间、切换时间等性能的改善和优化，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电荷泵时序控制电路及电荷泵电路，以利用先断后合技术减小甚至消除电荷泵电路中的回流损耗，实现电流驱动能力、输出电压精度、纹波、启动时间、切换时间等性能的改善和优化。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电荷泵时序控制电路，包括：通过第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别向电荷泵电路的第一时钟驱动电路的PMOS管、第二时钟驱动电路的PMOS管、所述第一时钟驱动电路的NMOS管和所述第二时钟驱动电路的NMOS管的栅极输出对应的时钟驱动信号的时钟驱动信号输出装置、延时第一预设时间的第一延时装置和第二延时装置、延时第二预设时间的第三延时装置和第四延时装置、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管及第四PMOS管；

所述第一输出端通过所述第一延时装置与所述第一电容的第一端相连，所述第二输出端通过所述第二延时装置与所述第二电容的第一端相连，所述第三输出端通过所述第三延时装置与所述第三电容的第一端相连，所述第四输出端通过所述第四延时装置与所述第四电容的第一端相连，所述第一电容的第二端分别与所述第一PMOS管的漏极和所述第二PMOS管的栅极相连，所述第二电容的第二端分别与所述第三PMOS管的漏极和所述第四PMOS管的栅极相连，所述第三电容的第二端分别与所述第二PMOS管的漏极和所述第一PMOS管的栅极相连，所述第四电容的第二端分别与所述第四PMOS管的漏极和所述第三PMOS管的栅极相连，所述第一PMOS管、所述第二PMOS管、所述第三PMOS管和所述第四PMOS管的源极均接地；

其中，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容和所述第四电容的第二端分别作为向所述电荷泵电路的功率级电路中第一时钟驱动电路侧的PMOS管、第二时钟驱动电路侧的PMOS管、所述第一时钟驱动电路侧的NMOS管和第二时钟驱动电路侧的NMOS管的栅极输出对应的栅控信号的输出端。

可选的，所述时钟驱动信号输出装置，包括：第一倒相放大器、第二倒相放大器、第三倒相放大器、第四倒相放大器、第五倒相放大器、第六倒相放大器、第一或非门装置、第二或非门装置、延时第三预设时间的第五延时装置和第六延时装置；