[发明专利]相控阵式电荷泵供应

说明书

优先权

本申请要求2011年3月21日申请的美国临时申请第61/454744号的权益，其全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

电荷泵是众所周知的装置。在集成电路（IC）实施方式中，IC上的组件可具有不同于供应到IC的供应电压或电流源的电压或电流要求。电荷泵可用于将所供应的电流或电压转换成来自IC供应电压的不同电压或电流。这是有益的，原因在于其减小客户成本和对IC的功率要求。电荷泵可被用来产生大于或小于由正供应电压生成的供应电压或负供应的供应。

背景技术

然而，特定应用有时可能要求大电压或电流值。这通常使用IC外部的大电容器或电感器而实现。一般来说，当电压和电流输出升高时，各自的噪音也增加。另外，当IC的负载改变时，电压下降可能因所提供的大电压和/或电流而变得过度。或者，输出电流或电压值上的波动，或一般来说，“波纹”可能很明显。如果波纹明显，那么其可能在供应有输出电压或电流的负载上导致误差。波纹电压的改变速率是波纹频率。

一种减小电压或电流波纹的已知方法是插入多个电荷泵。当每个电荷泵根据时钟信号进行放电和再充电时，所述多个电荷泵维持输出电压或电流供应。插入要求多个时钟信号来控制所述多个电荷泵的发射。当每个个别电荷泵因所述多个时钟信号同步失败而不精确地发射时，所述多个电荷泵的发射事实上可增加电压波纹。多个不同时钟信号的管理要求复杂的控制装置。此外，额外的时钟输入和相关连接还消耗IC上的额外实际面积，这增加了成本并且使IC变得更大。而且，插入可能不提供特定电路应用或配置可能需要的较大电压或电流。

因此，需要一种在不具有插入解决方案的复杂控制和大量输入的情况下供应大电压或电流的电荷泵配置。

附图说明

图1图示根据本发明的实施方案的示例性电荷泵系统的方框图。

图2图示根据本发明的实施方案的用于随机发射电荷泵阵列中的电荷泵的电荷泵系统。

图3图示根据本发明的实施方案的用于随机化将发射信号供应到电荷泵的延迟的电荷泵系统。

图4图示用于实施本发明的实施方案的示例性电荷泵。

具体实施方式

电荷泵系统可包括连接成阵列的多个电荷泵和也连接成阵列的多个延迟元件。延迟元件的各自元件连接到多个电荷泵的各自电荷泵的使能输入。各自延迟元件可被供应触发信号，根据所述触发信号，电荷泵可在一定的时间延迟后被启用来以串接的方式发射以将电压单独地输出到多个电荷泵的共同输出连接。供应到延迟元件的触发信号可以是单个一次输入信号或单个时钟信号。仅在所有电荷泵已提供输出信号后才可重复触发信号。

图1是根据本发明的实施方案的电荷泵系统的方框图。电荷泵系统100可包括多个电荷泵110.1至110.N、延迟管线120和输入信号，输入信号可以是触发信号TRG。电荷泵110.1至110.N可具有并联连接的输出，且可生成电压和/或电流信号到负载。

延迟管线120可具有接收触发信号TRG的输入。触发信号TRG可以是周期性时钟信号、单个脉冲信号（例如，“一次出射”）或适用于发起电荷泵110.1至110.N的发射的任何形式的信号。延迟管线120可包括多个输出120.1至120.N，其用于将从各自的延迟元件130.0至130.N-1输出的发射信号输出到各自的电荷泵110.1至110.N中的每个。例如，延迟元件130.0至130.N-1可串联连接以将增加延迟提供到输入全局触发信号TRG。因此，延迟触发信号（例如，TRG1、TRG2、……）可彼此偏离某一时段（Δt）。电荷泵110.1至110.N的特性可在于衰变时间比延迟元件130.0至130.N-1的延迟时间长。换句话说，当每个电荷泵发射时，从每个电荷泵110.1至110.N的输出电压或电流可重叠一定时段。因此，输出电压或电流仍可保持基本恒定。

可使用逆变器、开关、延迟线或其它电路组件（例如，RC延迟）来实施延迟元件130.0至130.N。例如，单个逆变器在逆变器的晶体管切换时具有固有延迟；延迟元件130.0至130.N-1每个可由一个或多个逆变器制成。当将系统100制造为集成芯片时，逆变器将会共享共同的电路特性，且因此共享类似的时间延迟。

延迟元件130.0至130.N-1可配置成如所示的开环配置或配置为环形振荡器。串接的延迟元件130.0至130.N-1可例如个别地串联配置或配置成延迟元件组。每个延迟元件130.0至130.N-1可提供相同的延迟周期Δt。