[发明专利]电荷泵

说明书

一种电荷泵，包括：第一单向导通元件、飞行电容、第二单向导通元件、输出电容、第一开关以及第二开关。第一单向导通元件单方向的将供应电压提供至内部节点。飞行电容耦接于内部节点以及时钟信号之间。第二单向导通元件单方向的将内部节点耦接至输出节点。输出电容耦接于输出节点以及接地端。第一开关根据放电信号，而将放电节点耦接至接地端。第二开关根据内部节点的电压，而将输出节点耦接至放电节点。

技术领域

本发明涉及一种电容性电荷泵，特别涉及一种具有将输出电压快速放电的放电路径的电荷泵。

背景技术

移动装置(如，移动电话)的需求不断地增加，电荷泵类型的直流-直流转换器通常应用于由可重复充电的电池供电的移动电子装置(如，移动电话)的集成电路中。这些电荷泵必须尽可能的小，使其仅需在集成电路中占用很小的面积。电容性电荷泵与使用电感的电压转换器相比，不仅是低成本且电路简单，更是在低电流消耗的应用中具有最小的电路面积。

在基于微机电系统(MEMS-based)的高解析度数字麦克风(Digital Microphone，DMIC)的应用中，内嵌的电荷泵会在放电后接着被充电至一较低的电压电平，以达成高动态范围。因此，亟需具有放电路径的电荷泵。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种电荷泵，包括：一第一单向导通元件、一飞行电容、一第二单向导通元件、一输出电容、一第一开关以及一第二开关。上述第一单向导通元件单方向的将一供应电压提供至一内部节点。上述飞行电容耦接于上述内部节点以及一时钟信号之间。上述第二单向导通元件单方向的将上述内部节点耦接至一输出节点。上述输出电容耦接于上述输出节点以及一接地端。上述第一开关根据一放电信号，而将一放电节点耦接至上述接地端。上述第二开关根据上述内部节点的电压，而将上述输出节点耦接至上述放电节点。

根据本发明的一实施例，上述时钟信号包括一高电压电平以及一低电压电平，其中上述高电压电平等于上述供应电压，上述低电压电平等于上述接地端的一接地电平。

根据本发明的一实施例，当上述时钟信号位于上述低电压电平时，上述供应电压通过上述第一单向导通元件而对上述飞行电容进行充电，其中当上述时钟信号位于上述高电压电平时，上述内部节点的电压被升压至两倍的上述供应电压，并且上述内部节点的电压通过上述第二单向导通元件对上述输出电容充电。

根据本发明的一实施例，当上述放电信号等于上述供应电压时，上述输出节点的一输出电压通过上述第一开关以及上述第二开关放电至接地端。

根据本发明的另一实施例，当上述放电信号等于上述供应电压时，上述第一开关导通而将上述放电节点放电至上述接地端，其中当上述内部节点的电压被升压至两倍的上述供应电压时，上述第二开关被导通而将上述输出电压放电至上述放电节点。

根据本发明的一实施例，上述第一开关包括一第一N型晶体管，其中上述第一N型晶体管包括栅极端、源极端、漏极端以及基体端，其中栅极端由上述放电信号所控制，源极端耦接至上述接地端，漏极端耦接至上述放电节点，基体端耦接至上述接地端。

根据本发明的一实施例，上述第二开关包括一第二N型晶体管，其中上述第二N型晶体管包括栅极端、源极端、漏极端以及基体端，其中栅极端由上述内部节点的电压所控制，源极端耦接至上述放电节点，漏极端耦接至上述输出节点，基体端耦接至上述接地端。

根据本发明的一实施例，上述第一N型晶体管以及上述第二N型晶体管的接面崩溃电压以及栅极氧化层崩溃电压皆低于上述输出电压。

根据本发明的一实施例，上述第一单向导通元件包括一第一P型晶体管，其中上述第一P型晶体管包括栅极端、源极端、漏极端以及基体端，其中栅极端耦接至上述内部节点，源极端耦接至上述内部节点，漏极端接收上述供应电压的供电，上述基体端耦接至上述内部节点。