[发明专利]一种高精度低纹波的负电压产生电路

权利要求书

1.一种高精度低纹波的负电压产生电路，其特征在于，其至少包括自激振荡电路、缓冲单元、电平转换电路、负电压电荷泵和反馈控制电路；

所述自激振荡电路，用于产生恒稳和持续的振荡电压信号；

所述缓冲单元，用于对来自所述自激振荡电路的振荡电压信号进行整形，并产生低传输延迟的脉冲宽度调制输出信号作为所述电平转换电路和负电压电荷泵的输入信号；

所述电平转换电路，接收缓冲单元的输出信号，并根据该输出信号的高低电平驱动负电压电荷泵的开关管，使负电压电荷泵在不同工作状态间切换；

所述负电压电荷泵，接收缓冲单元的输出信号和电平转换电路的两路输出电压信号，并根据该三路输出信号产生负电压；

所述反馈控制电路，用于检测并调节负电压电荷泵产生的负电压，使其稳定在期望的某一固定电压。

2.根据权利要求1所述的高精度低纹波的负电压产生电路，其特征在于，所述自激振荡电路包含第一差分放大器、第三PMOS管、第一电容、第二电容、第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一差分放大器的输入端连接输入电压，所述第一差分放大器的第一输出端连接至其自身的反相输入端，构成电压跟随电路；所述第一差分放大器的第二输出端与第三PMOS管的栅极连接，作为由第三PMOS管构成的单管共源级的输入端；所述第三PMOS管的漏极与第二电容的上极板连接，第二电容的下极板接地；

所述第一分压电阻和第二分压电阻串联与输入电压连接形成直流通路，为第一差分放大器的同相输入端提供正常工作所需要的静态工作电压；

所述第一差分放大器的第一输出端还与第一电容上极板连接，第一电容下极板接地。

3.根据权利要求2所述的高精度低纹波的负电压产生电路，其特征在于，所述第一差分放大器由第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第一PMOS管、第二PMOS管构成；其中，所述第一NMOS管、第二NMOS管构成第一差分放大器的输入级，所述第一NMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极分别作为第一差分放大器的反相输入端和同相输入端；第三NMOS管为第一差分放大器提供尾电流，第一PMOS管和第二PMOS管构成电流镜，并作为差分放大器的电流镜负载。

4.根据权利要求1所述的高精度低纹波的负电压产生电路，其特征在于，所述缓冲单元包含依次连接的第一CMOS反相器、第二CMOS反相器、第三CMOS反相器、第四CMOS反相器以及第七PMOS管、第七NMOS管，所述第七PMOS管和第七NMOS管构成CMOS反相器。

5.根据权利要求4所述的高精度低纹波的负电压产生电路，其特征在于，所述第七PMOS管的宽长比、第七NMOS管的宽长比分别为第一CMOS反相器、第二CMOS反相器、第三CMOS反相器、第四CMOS反相器中任一反相器中相应管的宽长比的9-10倍。

6.根据权利要求1所述的高精度低纹波的负电压产生电路，其特征在于，所述电平转换电路包含第二CMOS反相器、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管，第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管和第四电容；其中，所述第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管的源极分别与高电位VHH连接，第四电容的上极板连接至高电位VHH，其下极板接地；

所述第二反相器的输入端作为电平转换电路的输入端，其中一组NMOS管和PMOS管的漏极作为电平转换电路的第一输出端口VO1，另一组NMOS管和PMOS管的漏极作为电平转换电路的第二输出端口VO2。

7.根据权利要求6所述的高精度低纹波的负电压产生电路，其特征在于，当电平转换电路的输入脉冲宽度调制信号为逻辑高电平时，第一输出端口VO1输出高电平，第二输出端口VO2输出低电平；

当电平转换电路的输入信号由逻辑高电平变为逻辑低电平时，第一输出端口VO1输出低电平，第二输出端口VO2输出高电平；

如此往复，电平转换电路两个输出端口随输入信号的时钟周期交替输出高低电平信号，用于驱动负电压电荷泵的开关管，使其在不同工作状态间切换。