[实用新型]电荷泵电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术应用领域，尤其是一种电荷泵电路。

背景技术

对图像传感器来说，功耗是一个非常重要的指标。电荷泵作为图像传感器 中的一个重要的模块，也要求它的功耗越低越好。

当前，常用的电荷泵的电路如1所示，包括：倍压器101、负载电容C₁以 及电压调节器102，所述倍压器101的输出提供给动态负载103和所述电压调节 器102，所述电压调节器102的输出端向所述倍压器101提供电源电压，所述负 载电容C₁的两端连接于所述倍压器101的输出端和地端之间。

所述电荷泵的工作模式包括动态负载对其输出电压进行采样以及采样完成 之后两种工作模式。在不同的工作模式下，电荷泵的负载也是不一样的，从而 导致所述电荷泵的功耗也不同。当动态负载对所述电荷泵的输出电压进行采样 时，需要所述电荷泵提供非常大的驱动能力，此时所述电荷泵的功耗很大。而 所述当动态负载对所述电荷泵的输出电压采样完成之后，只需要提供很小的驱 动能力就能满足要求，此时，所述电荷泵的功耗也相应的较小。

为了满足不同的工作模式，就需要所述电荷泵能够提供足够大的驱动能力 以及较低的输出纹波，通常的做法是采用较高频率的时钟信号clk1以及较大的 负载电容的电荷泵。在所述电荷泵工作时，负载电容会随着时钟信号进行周期 性的充电和放电，在电压调节器的反馈作用下产生一个恒定电压值给像素阵列 (pixelarray)使用，该恒定电压的电压值高于系统给定的标准电源电压。而在 此过程中，负载电容的寄生电容以及相关的反相器的寄生电容也会随着时钟进 行周期性的充电和放电，从而产生额外的功耗，并且这部分功耗完全地被浪费 了。由于时钟信号的频率比较高，并且相应的寄生电容也非常大，这部分完全 浪费掉的功耗占整个电荷泵电路功耗的比重也是非常大的。

当前，针对该问题主要采用以下技术方案，第一种方案是采用具有较低寄 生电容的电容作为负载电容，该方案与工艺有关，同时这并不能减小与负载电 容相关的反相器的寄生电容导致的功耗问题。第二种方案是减小负载电容的大 小，该方案会降低电荷泵的驱动能力；第三种方案是降低所述电荷泵的时钟信 号的频率，该方案会产生较大的输出纹波。第二种方案和第三种方案虽然能降 低电荷泵的功耗，但是也会降低所述电荷泵其它方面的性能指标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电荷泵电路，以降低电荷泵电路中的寄生 电容导致的电路功耗。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种电荷泵电路，包括：第一倍压 器，第二倍压器，负载电容，时钟控制逻辑器以及电压调节器；其中，

所述第一倍压器的输出端和第二倍压器的输出端连接于第一节点，所述负 载电容连接于所述第一节点和地之间，所述第一节点与动态负载连接；

所述时钟控制逻辑器与所述第一倍压器和第二倍压器连接，用以分别向所 述第一倍压器和第二倍压器提供时钟信号，并根据所述动态负载动态的调节所 述第二倍压器的时钟信号；

所述电压调节器与所述第一倍压器和第二倍压器连接，用以向所述第一倍 压器和第二倍压器提供电源电压信号。

优选的，在上述的电荷泵电路中，所述第二倍压器的寄生电容是所述第一 倍压器的寄生电容的N倍，其中N≥1。

优选的，在上述的电荷泵电路中，所述时钟控制逻辑器的一个输入端与一 标准参考时钟信号连接，另一个输入端与动态参考时钟信号连接，所述动态参 考时钟信号与所述动态负载相关。

优选的，在上述的电荷泵电路中，所述时钟控制逻辑器的一个输出端与所 述第一倍压器连接，向所述第一倍压器提供一第一时钟信号，另一个输出端与 所述第二倍压器连接，向所述第二倍压器提供一第二时钟信号。

优选的，在上述的电荷泵电路中，所述第一时钟信号的频率与所述标准参 考时钟信号的频率相同。

优选的，在上述的电荷泵电路中，所述第二时钟信号根据所述动态负载的 工作状态动态变化，当所述动态负载对所述第一节点的输出电压进行采样时， 所述第二时钟信号的频率与所述标准参考时钟信号的频率相同；当所述动态负 载对所述第一节点的输出电压采样完成后，所述第二时钟信号的频率为零。

优选的，在上述的电荷泵电路中，所述动态参考时钟信号的频率与所述负 载工作的频率相同。