[发明专利]交叉耦合电荷泵单元及结构

说明书

本发明提供一种交叉耦合电荷泵单元及结构。交叉耦合电荷泵单元包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第一支路及第二支路。本发明的交叉耦合电荷泵单元，可以使得所述第一NMOS管及所述第二NMOS管保持比较好的导通，减小了所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的导通电阻，减小了功耗，减小了电压损耗，提高了交叉耦合电荷泵单元的工作效率。

技术领域

本发明涉及模拟集成电路电源管理领域，特别是涉及一种交叉耦合电荷泵单元及结构。

背景技术

电荷泵是集成电路电源管理领域中一个重要的组成部分，常用于在电路中产生一个高于供电电源电压直流输出。在非易失存储器、LCD驱动、触摸检测等电路中，广泛应用，可以帮助提高某些电路性能。

电荷泵根据不同的拓扑结构分为Dickson电荷泵拓扑、阶梯拓扑、Fibonacci拓扑、电容混联拓扑以及交叉耦合拓扑等结构。随着集成电路技术的不断发展，交叉耦合结构的电荷泵由于弥补了阈值电压的消耗缺点，并可以提供自动反向偏置解决只有半个周期进行电荷传输的问题，表现出更高的效率和更小的纹波，在实际应用中常被使用。

但是，现有的交叉耦合结构的交叉电荷泵普遍存在导通电阻大、功耗较大及工作效率较低等问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种交叉耦合电荷泵单元及结构，用于解决现有交叉耦合电荷泵存在的导通电阻大、功耗较大及工作效率较低等问题。

为解决现有技术中的问题，第一方面，本发明提供一种交叉耦合电荷泵单元，包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第一支路及第二支路；其中，

所述第一支路包括第一端、第二端、第三端、第四端及第五端；所述第一支路的第一端与所述第一NMOS管的栅极相连接，所述第一支路的第二端连接输入电压，所述第一支路的第五端与互补时钟信号相连接；所述第一支路的第三端与所述第一支路的第四端之间连接由第一PMOS管拼成的二极管，所述第一支路的第四端连接至输出端；

所述第二支路包括第一端、第二端、第三端、第四端及第五端；所述第二支路的第一端与所述第二NMOS管的栅极及所述第一支路的第三端相连接，所述第二支路的第二端连接所述输入电压，所述第二支路的第三端与所述第一支路的第一端相连接，所述第二支路的第五端与时钟信号相连接；所述第二支路的第三端与所述第二支路的第四端之间连接由第二PMOS管拼成的二极管，所述第二支路的第四端连接至所述输出端。

可选地，所述交叉耦合电荷泵单元还包括第三PMOS管、第四PMOS管、第一电容、第二电容；所述第一NMOS管的漏极连接所述输入电压，所述第一NMOS管的源极与所述第三PMOS管的漏极、所述第四PMOS管的栅极及所述第一电容的上极板相连接；所述第二NMOS管的漏极连接所述输入电压，所述第二NMOS管的源极与所述第四PMOS管的漏极、所述第三PMOS管的栅极及所述第二电容的上极板相连接；所述第三PMOS管的源极与所述第四PMOS管的源极、所述第一支路的第四端及所述第二支路的第四端相连接后共同作为所述交叉耦合电荷泵单元的输出端；所述第一电容的下极板与所述互补时钟信号相连接；所述第二电容的下极板与所述时钟信号相连接。

可选地，所述第一支路包括：第三NMOS管、所述第一PMOS管及第三电容；其中，

所述第三电容的下极板与所述互补时钟信号相连接，所述第三电容的上极板与所述第一支路的第三端、第四NMOS管的栅极及所述第二NMOS管的栅极相连接；

所述第三NMOS管的漏极连接所述输入电压，所述第三NMOS管的源极与所述第二支路的第一端及所述第一PMOS管的漏极相连接；

所述第一PMOS管的栅极与所述第一PMOS管的源极短接以拼成二极管且作为所述第一支路的第四端。

可选地，所述第二支路包括：所述第四NMOS管、所述第二PMOS管及第四电容；其中，