[发明专利]一种低电压电流自匹配栅极开关电荷泵

摘要

本发明公开了一种低电压电流自匹配栅极开关电荷泵，包括充电电路和放电电路，所述充电电路由第一电源和第二电源、第一误差放大器、第一至第三PMOS管、一对NMOS管组成，所述充电电路通过负反馈将输入参考电流源的漏极箝位至第二电源，使得充电支路中的第三PMOS管与参考支路中串联第二PMOS管的各端口电压均相等，确保输出电压变化时充电电流等于输入参考电流；所述放电电路由低电压轨到轨误差放大器及四个NMOS管构成的反馈环路，用于追踪输出节点的电压变化，并实时调整放电电路中NMOS管的栅极电压，使放电电流在不同输出电压下始终等于输入参考电流。本发明实现了在不同输出电压下充放电电流保持相等，并且提升了输入参考电流源的输出阻抗，使之更加恒定。

主权项

1.一种低电压电流自匹配栅极开关电荷泵，包括充电电路和放电电路，其特征在于：所述充电电路由第一电源和第二电源、第一误差放大器、第一至第三PMOS管、一对NMOS管组成，所述充电电路通过负反馈将第一PMOS管的漏极箝位至第二电源，使得充电支路中的第三PMOS管与第二PMOS管的栅极、源极以及漏极电压均相等，确保输出电压变化时充电电流始终等于输入参考电流；所述放电电路由低电压误差放大器及第一至第四NMOS管构成反馈环路，用于追踪输出节点的电压变化，并实时调整放电电路中第二NMOS管的栅极电压，使放电电流在不同输出电压下始终等于输入参考电流；其中，所述充电电路具体包括：第一电源VDD1、第二电源VDD2、第一误差放大器A1、第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第三PMOS管P3、第五NMOS管N5、第六NMOS管N6，其中第一PMOS管P1的源极接第一电源VDD1，及第一PMOS管P1的栅极接第一偏置电压Vb1和第一PMOS管P1的漏极接第二PMOS管P2的源极；第二PMOS管P2的栅极接第一误差放大器A1的输出端，且第二PMOS管P2的漏极接放电电路；所述第一误差放大器A1的输入负端接第二PMOS管P2的源极，且第一误差放大器A1的输入正端接第二电源VDD2；第六NMOS管N6的源极接第二PMOS管P2的栅极，且第六NMOS管N6的栅极接充电开关信号VCP及第六NMOS管N6的漏极接第三PMOS管P3的栅极；第五NMOS管N5的漏极接第二电源VDD2，且第五NMOS管N5的栅极接充电开关反相信号VCPN，及第五NMOS管N5的源极接第三PMOS管P3的栅极；所述第三PMOS管P3的源极接第二电源VDD2，且第三PMOS管P3的漏极接电荷泵输出端VOUT；其中，所述放电电路具体包括：低电压误差放大器A2、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第三NMOS管N3、第四NMOS管N4、第三滤波电容C3，其中所述第一NMOS管N1的漏极连接第二PMOS管P2的漏极，且第一NMOS管N1的源极接地且其栅极接低电压误差放大器A2的输出端；所述低电压误差放大器A2的输入正端接第一NMOS管N1的漏极，且其输入负端接电荷泵输出端VOUT；第二NMOS管N2的漏极接电荷泵输出端VOUT，且第二NMOS管N2的源极接地，及第二NMOS管N2的栅极连接第四NMOS管N4的漏极；所述第四NMOS管N4的源极接第一NMOS管N1的栅极，且第四NMOS管N4的栅极接放电开关信号VCN；所述第三NMOS管N3的漏极接第二NMOS管N2的栅极，且第三NMOS管N3的栅极接放电开关反相信号VCNN，及第三NMOS管N3的源极接地；所述第三滤波电容C3的正极接电荷泵输出端VOUT且其负极接地。