[发明专利]带有调压的低电压电荷泵

说明书

技术领域

本发明总体地涉及电荷泵领域，且更具体地涉及具有相对低的输出电压、高功效、和更高的电流需求的电荷泵。

背景技术

电荷泵使用切换过程来提供大于其DC输入电压的DC输出电压。通常，电荷泵会具有耦接于在输入和输出之间的开关(switch)的电容器。在一个时钟半周期、充电半周期期间，电容器并联地耦接于该输入，以便充电到输入电压。在第二时钟周期、转移(transfer)半周期期间，已充电的电容器串联耦接于该输入电压，以便提供两倍于输入电压的电平的输出电压。在图1a和1b中说明了该过程。在图1a中，电容器5与输入电压V_IN并联布置，以说明充电半周期。在图1b中，被充电的电容器5与输入电压串联布置，以说明转移半周期。如图1b中所示，因此，已充电的电容器5的正极端相对于地将是2*V_IN。

电荷泵被用在许多场合中。例如，它们被用作闪存和其它非易失性存储器上的外围电路以从较低的电源电压生成许多所需要的工作电压，诸如编程或擦除电压。在本领域中公知许多的电荷泵设计，诸如传统的迪克逊型(Dickson-type)泵。但是考虑到对电荷泵的共同依赖，在泵的设计中有继续改进的需要，特别是关于尝试减少泵的布线面积(layout area)量以及电流消耗需求。

发明内容

描述了一种生成输出电压的电荷泵。该电荷泵具有：多个电容器以及开关电路。各电容器交替地可连接在第一、或初始化阶段和第二、或转移阶段中。在第一阶段中，电容器的每个的第一极板被连接以接收调压电压，且每个电容器的第二极板被连接到地。在第二阶段中，电容器被串联连接，其中对于在串联中的第一个电容器之后的每个电容器，第二极板被连接到在串联中的前面电容器的第一极板。该泵的输出电压来自串联中的最后电容器的第一极板。调压电路从参考电压生成调压电压，以具有响应于该泵的输出电压电平的值。

本发明的各种方面、优点、特征和实施例被包括在其示例例子的以下描述中，该描述应该结合附图理解。出于任何目的，在此引用的所有专利、专利申请、文章、其他公开物、文档等等之类通过引用全部附于此。就在任何并入的公开物、文档等等中任一个与本申请之间在术语的定义或使用中任何不一致或冲突而言，本申请应该是占优的。

附图说明

本发明的各种方面和特性可以通过检查以下的图来更好地理解，其中：

图1A是普通电荷泵中的充电半周期的简化电路图。

图1B是普通电荷泵中的转移半周期的简化电路图。

图2是受调压的电荷泵的顶层框图。

图3A和3B示出了第一个电荷泵实施例的初始化和转移模式。

图4A和4B示出了替代的电荷泵的实施例的初始化和转移模式。

具体实施方式

这里介绍的电荷泵特别适合其中希望高效率、最小布线面积需求和高电流能力的应用。示例性实施例适合提供下述输出，该输出在3V至6.5V的范围内、有高输出电流能力、同时相比于现有技术中的现有情况需要更少的布线面积和电流消耗。作为所描述设计的应用例子是用作非易失性存储器电路上的外围电路。

关于现有技术的电荷泵诸如迪克逊型泵和一般电荷泵的更多信息，能够在如下文献中找到，例如，在McGraw-Hill，2006，Pan和Samaddar的“ChargePump Circuit Design(电荷泵电路设计)”，或可从网页www.eecg.toronto.edu/～kphang/ece1371/chargepumps.pdf上获得的，多伦多大学电子和计算机工程系，Pylarinos和Rogers的“Charge Pumps：An overview(电荷泵概述)”中找到。各种其它的电荷泵的方面和设计的更多信息可以在美国专利号5436587、6370075、6922096和7135910，以及05/10/2004提交的申请号10/842910、2005年12月6日提交的11/295906、2005年12月16日提交的11/303387、2006年7月31日提交的11/497465、2006年9月19日提交的11/523875、和均于2007年8月28日提交的11/845903和11/845939中找到。