[发明专利]电荷泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种电荷泵。

背景技术

许多方案使都用晶体管的栅极电容在电荷泵中泵送(pump)电荷。该晶体管可以是N-型或P-型金属氧化物硅，即，分别是NMOS或PMOS。然而，单栅极晶体管的栅极电容相对较小。为了增加泵电容，需要大量栅极和由此产生的大晶格。另外，使用栅极电容的效率较低，这是因为当晶体管关断时，对于电荷泵，没有栅极电容，从而没有电容。例如，当施加在晶体管栅极的电压低于晶体管的阈值电压时，晶体管关断，导致没有电容。换言之，只有当栅极电压高于阈值电压时，才存在栅极电容，并且泵才起作用。另外，在低温下，阈值电压较大，从而进一步降低了效率和泵效能。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种电荷泵电路，包括：第一节点；第二节点；以及至少一个电容级，连接在所述第一节点和所述第二节点之间，其中，如果所述至少一个电容级包括多个电容级，则所述至少一个电容级中的电容级串联连接；所述至少一个电容级中的电容级包括电容器件以及与所述电容器件并联连接的电压限制器；所述电压限制器被配置为限制所述电容器件两端的电压降；以及所述电容器件和所述电压限制器被配置为，使得流经具有所述电压限制器的第一支路的第一电流高于流经具有所述电容器件的第二支路的第二电流。

在该电荷泵中，所述电容器件是金属-绝缘体-金属电容器。

在该电荷泵中，如果所述至少一个电容级包括多个电容级，则所述至少一个电容级中的每个电容级的电容都具有相同的预定值。

在该电荷泵中，基于所述第一节点和所述第二节点之间的至少一个泵电压值、所述至少一个电容级中的每个电容级的每个电容器件的电容、以及所述每个电容器件两端的最大电压降来改变所述至少一个电容级中的电容级的数量。

在该电荷泵中，基于所述第二节点的电容、所述第一节点和所述第二节点之间的泵电压值、以及预定的电压传输比来改变所述至少一个电容级的电容。

在该电荷泵中，配置所述电容器件和所述电压限制器，使得所述第一电流比所述第二电流大至少五倍。在该电荷泵中，所述电荷泵电路包括至少两个电容级；所述至少两个电容级中的电容级的所述电压限制器是电阻器；以及所述至少两个电容级的所述电阻器被配置为分压器。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于泵电路中的方法，所述泵电路在第一节点和第二节点之间具有的至少一个电容级，所述方法包括：基于所述第一节点和所述第二节点之间的预定泵电压值以及所述至少一个电容级中的电容级的电容器件两端的最大电压降来确定所述至少一个电容级中的电容级的数量；以及对于所述至少一个电容级中的每个电容级，使用与所述每个电容级的电容器件并联连接的电压限制器，使得每个电容级的所述电容器件两端的电压将不超过所述最大电压降，并且使流经具有所述电压限制器的第一支路的第一电流大于流经具有所述电容器件的第二支路的第二电流。

在该方法中，进一步包括：确定所述第二节点处的电容；以及调节所述电容级的数量，从而得到预定电压传输比；所述电压传输比基于所述第二节点处的电容和所述至少一个电容级的电容获得。

在该方法中，每个至少一个电容级的每个电容器件是金属-绝缘体-金属电容器。

在该方法中，进一步包括：使用制造动态随机存储器单元的存储单元的方法来制造金属-绝缘体-金属电容器。

在该方法中，流经所述第一支路的所述第一电流比流经所述第二支路的所述第二电流大至少五倍。

在该方法中，如果所述至少一个电容级包括多个电容级，则所述至少一个电容级的多个限制器的多个电阻器被配置为在所述第一节点和所述第二节点之间用作分压器。

在该方法中，进一步基于所述第二节点处的电容和电压传输比来确定所述至少一个电容级的电容级的数量，所述电压传输比基于所述第二节点处的所述电容和所述至少一个电容级的电容获得。

在该方法中，所述至少一个电容级中的每个电容级的电容具有相同的预定值。

在该方法中，当所述第一节点在第一电压值和第二电压值之间转换时，所述第二节点在第三电压值和第四电压值之间转换；所述第三电压值基于所述第二节点的初始电压值获得；所述第四电压值基于所述第二节点的初始电压值和所述泵电压值获得。