[发明专利]一种电荷泵电路

说明书

本发明提供一种电荷泵电路，通过增加两级电平选高电路，使两级电平选高电路的输出端与第一PMOS管和第二PMOS管的衬底相连，且其输出电压为输入信号VIN、基准电压以及输出信号VOUT三者中的最大者。当电荷泵不工作时，输入信号VIN等于输出信号VOUT，且为非正电压，由于基准电压为非负电压，则上述两级电平选高电路的输出为基准电压，这样PMOS管的寄生二极管就不会发生导通，避免了PMOS管烧毁的风险；当电荷泵正常工作时，输出信号VOUT电压为输入信号VIN和电源电压VDD之和，通过两级电平选高电路后，PMOS管的衬底电压为输出信号VOUT与基准电压的较大者，则PMOS管的寄生二极管不会发生导通。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，更具体的说，是涉及一种电荷泵电路。

背景技术

由于电荷泵的升压功能，以产生所需要的高电压，供其它电路使用。传统的电荷泵电路如图1所示，其中，M1和M2为两个普通的NMOS管，P1和P2是两个普通PMOS管，CLK和CLKN是两个由电源电压VDD驱动的反相时钟信号，C1、C2是两个容值大小相同的电容，VIN为输入信号，VOUT为电荷泵输出信号，具体实现原理是：当CLK＝0，CLKN＝VDD时，M2、P1导通，B点被充电到VIN，A点被充电到VIN+VDD；同理，当CLK＝VDD，CLKN＝0时，M1、P2导通，A点被充电到VIN，B点被充电到VIN+VDD，最终，输出稳定在VIN+VDD的电压，即该电荷泵电路实现了电源电压VDD的升压功能。

但是在某些应用场合，输入信号可能会出现负电压，若直接用图1中的电荷泵电路，就会产生风险，例如：在电荷泵不工作时，当输入信号VIN是负压信号时，A点、B点以及VOUT电压也应该是电路中的最低电压即负压，这样所有MOS管才能被完全关断。但是，如图1所示，若A点、B点及VOUT点电压为负电压，由于P1、P2两个PMOS管的衬底直接分别接到各自的第一端，因此，其衬底的电压也为负压，而P1、P2的Psub电位接地，则会存在两个PMOS管的寄生二极管导通的风险，严重时可能会烧毁MOS管。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电荷泵电路，用于支持负压输入，确保在负压输入时，避免PMOS管的寄生二极管导通，进而避免MOS管烧毁的风险。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电荷泵电路，包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第一电容、第二电容以及两级电平选高电路，其中：

所述第一NMOS管的衬底与所述第一NMOS管的第一端相连，所述第二NMOS管的衬底与所述第二NMOS管的第一端相连，所述第一NMOS管的第一端与所述第二NMOS管的第一端的公共端作为信号输入端，所述信号输入端接收输入信号VIN；

所述第一NMOS管的控制端与所述第二NMOS管的第二端相连，所述第一NMOS管的第二端与所述第二NMOS管的第一端相连，所述第一PMOS管的第一端与所述第二PMOS管的第一端的公共端作为电压输出端，所述电压输出端输出信号VOUT；

所述第一PMOS管的第二端与所述第二PMOS管的控制端相连，所述第一PMOS管的控制端与所述第二PMOS管的第二端相连，所述第一NMOS管的第二端和所述第一PMOS管的第二端的公共端通过所述第一电容接收第一时钟信号，所述第二NMOS管的第二端和所述第二PMOS管的第二端的公共端通过所述第二电容接收第二时钟信号；

所述两级电平选高电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，所述两级电平选高电路的第一输入端与所述信号输入端相连，所述两级电平选高电路的第二输入端与基准电压相连，所述基准电压为非负，所述两级电平选高电路的第三输入端与所述电压输出端相连，所述两级电平选高电路的输出端分别与所述第一PMOS管和所述第二PMOS管的衬底相连；