[发明专利]一种CTS2电荷泵

说明书

技术领域

本发明涉及电子行业电源技术领域，尤其涉及一种第二代电荷传输开关(Charge Transfer Switch 2，简称CTS2)电荷泵。

背景技术

对于许多非挥发存储器，其读写操作需要高电压(也可能是负高电压)，所以电荷泵广泛应用于存储器中，用来提供高于外部电源电压的高电压或者负电压。同时，随着电路设计复杂性的增加，各种混合电路应运而生，单纯依靠外部电源提供的电压远远不能满足要求，电荷泵的特性决定它能够解决这个问题，特别是随着电源电压的下降，电荷泵应用越来越广泛。

图1为现有技术迪克森(Dickson)电荷泵的结构示意图。图中所有的MOS管(MD1～MDn+1)均是NMOS管，且是以二极管形式连接在一起。其中，MD1的栅端和源端连接至电源电压VDD，其漏端连接至MD2的源端和栅端；MD2的漏端再连接至MD3的栅端和源端，依次类推，MDn的栅端和源端连接至MDn-1的漏端，MDn的漏端连接至MDn+1的源端和栅端，MDn+1的漏端接负载电阻RL和负载电容Cout，MD1和MD2之间的连接处为节点1，MD2和MD3之间的连接处为节点2，依次类推，MDn和MDn+1之间的连接处为节点n，节点m(1～n)通过电容Cp(泵浦电容，取相同值Cp)连接至两相非重叠时钟CLK和CLKB，其中奇数节点(1，3，5...)连接至同一路时钟CLK，偶数节点(2，4，6...)连接至另一路时钟CLKB。每个节点到低之间都有一个寄生电容，值为Cs。

对于如图1所示的Dickson电荷泵，其中Cp代表泵浦电容，为相同值，以Cpump表示，Cs为寄生电容，Cload为负载电容。相邻两级之间的电压差表达式如下：

ΔV＝V_n+1-V_n＝V_Φ′-V_T，

其中，V_Φ′代表每次时钟信号高电平到来时，各点之间的电压幅值的增加值，表达式如下：

VΦ′=(CpumpCpump+CS)*VDD.]]>

由于负载电流的存在，所以每级电荷泵仍然存在一个电压降，该电压降与负载的关系如下所示：

I_out＝f*(C_pump+C_S)*V_L，从而可知，

由以上表达式可知，输出电压表达式如下

Vout=VDD+N·(CpumpCpump+CsVDD-Vt-Iloadf(Cpump+Cs))-Vt]]>