專利名稱：電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于電荷泵的輸出電壓調(diào)節(jié)電路。
背景技術(shù)：
電荷泵是一種電容式電壓變換器，主要應(yīng)用于提升電路電壓，由于其電路簡單且 效率較高，可廣泛應(yīng)用于單電源供電的集成電路中，例如可以為電可擦可編程只讀存儲器 (EEPROM)或者閃存(Flash Memory)提供高于供電電壓的電壓信號，用于數(shù)據(jù)的寫操作。通常來說，電荷泵所輸出的電壓會高于所需要的電壓值，因此往往設(shè)置輸出電壓 調(diào)節(jié)電路來將電荷泵的輸出電壓鉗位在所需要的值，同時該輸出電壓調(diào)節(jié)電路也可提高電 荷泵輸出電壓的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要有兩種結(jié)構(gòu)的輸出電壓調(diào)節(jié)電路，一種是電流反饋的方式，另一 種是電流瀉放的方式。一種常見的電流瀉放式輸出電壓調(diào)節(jié)電路可參考圖1，電荷泵1的輸 出端口連接至負載3的第一端，負載3的第二端連接至電流源4的第一端，電流源4的第二 端接地；晶體管2的柵極連接至負載3的第二端，晶體管2的源極與漏極中的一個連接至電 荷泵1的輸出端口、另一個作為調(diào)節(jié)電路的輸出端口。上述輸出電壓調(diào)節(jié)電路的輸出端口電壓Vep受到電荷泵輸出電壓Vh的影響，眾所 周知，因為電荷泵作為電容式器件，它不是連續(xù)工作的，而是反復(fù)的充放電工作方式，因此 不可避免的會產(chǎn)生“紋波”現(xiàn)象，該“紋波”現(xiàn)象通常是比較嚴重的。Vh上產(chǎn)生的紋波會引 起Vep上繼而產(chǎn)生的電壓振蕩、影響電路的穩(wěn)定性。為了減小Vep上的“紋波”，現(xiàn)有技術(shù)中， 通常在電荷泵1的輸出端口與地之間連接濾波電容5，以消除Vh上的“紋波”，進而可以保證 Vep的輸出穩(wěn)定性。然而該濾波電容的設(shè)置會占用大范圍的面積，對于日益縮小的集成電路 布局設(shè)計來說，非常不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是對電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路進行改進，減小調(diào)節(jié)電 路輸出端口的電壓紋波，且占用集成電路布局面積較小。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種改進的電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路，所述調(diào)節(jié)電 路包括負載、電流源、晶體管，其中所述負載的第一端連接在電荷泵的輸出端口，負載的第 二端連接至電流源的第一端，電流源的第二端接地；晶體管的柵極連接至負載的第二端，晶 體管的源極與漏極中的一個連接至電荷泵的輸出端口、另一個作為調(diào)節(jié)電路的輸出端口， 區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的是該調(diào)節(jié)電路還包括連接在負載的第二端與地之間的濾波電容。優(yōu)選的，所述負載為阻值負載，可以為電阻、晶體管、二極管、三極管中的任何一種 所形成的阻性負載。優(yōu)選的，所述負載為電容負載，所述電容負載可以為厚柵氧晶體管形成的電容、金 屬電容、多晶電容中的任何一種。通過特殊的濾波電容的結(jié)構(gòu)設(shè)置，本發(fā)明具有以下優(yōu)點其一，該濾波電容能夠消除調(diào)節(jié)電路輸出端口的“紋波”；其二，該濾波電容相比現(xiàn)有技術(shù)具有體積小、占用集成電路 布圖面積小的優(yōu)點，能夠適應(yīng)日益縮小的繼承電路布圖設(shè)計。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按 實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)節(jié)電路原理圖；圖2為本發(fā)明的調(diào)節(jié)電路原理圖。
具體實施例方式參見圖2所示的調(diào)節(jié)電路，其具有與現(xiàn)有技術(shù)大致相同的結(jié)構(gòu)電流瀉放原理電 荷泵1的輸出端口連接至負載3的第一端，負載3的第二端連接至電流源4的第一端，電流 源4的第二端接地；晶體管2的柵極連接至負載3的第二端，晶體管2的源極與漏極中的一 個連接至電荷泵1的輸出端口、另一個作為調(diào)節(jié)電路的輸出端口。本實施方式以負載3為 阻值器件進行說明。本實施例的創(chuàng)新之處在于發(fā)明人將現(xiàn)有技術(shù)中連接在電荷泵1的輸出端口與地 之間的濾波電容5改至連接在負載3的第二端與地之間，由此保證調(diào)節(jié)電路的輸出端口的 電壓Vep穩(wěn)定、避免“紋波”現(xiàn)象。原因分析如下，令負載3的第二端的電壓V。；晶體管2的 柵極與調(diào)節(jié)電路的輸出端口(即晶體管2的源極或者漏極)之間的壓降為Vth;則有Vep = Vc-Vth。因為Vth是恒定的，如果采用濾波電容5消除\上的電壓紋波，則可保證Vep上無 電壓紋波。對于圖2所示的電路，在器件參數(shù)的選擇上可以根據(jù)以下公式令濾波電容5的容 抗為Xe、電容值為C ；令紋波頻率為f，根據(jù)物理學原理可知Xc = 1/(2 π fC)；根據(jù)圖2所示 電路可得Vh = VcX (Xc+R) /Xe = VcX (1+R/Xc) = VcX (1+2 π fCR)。通過設(shè)置合理的R、C值，可以適應(yīng)不同的紋波頻率f。在一個具體的實施例中，當電荷泵1輸出電壓9V，R為60ΚΩ，Ic為2uA時 (以上各參數(shù)均由工程師根據(jù)系統(tǒng)工作需求而設(shè)定)，可以選取2pf的濾波電容；如果采用 傳統(tǒng)的濾波模式，通常需要30pf的濾波電容。原因是在本實施例中，V。的紋波是通過RC濾 波來消除，由于Ic可以設(shè)計得很小，那么R就可以取得很大，相應(yīng)的C就可以設(shè)計得很小。 而傳統(tǒng)的方法由于濾波電容直接接在電荷泵的輸出端口，電荷泵輸出端口對應(yīng)于大電流，C 必然取得很大。通過上面的描述，可知采用本實施例的電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路，不僅能夠很好 的消除調(diào)節(jié)電路輸出端口的“紋波”，而且具有電容體積小、占用集成電路布圖面積小的優(yōu)
點ο本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域 技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的 保護范圍應(yīng)當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
一種電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路，所述調(diào)節(jié)電路包括負載、電流源、晶體管，其中所述負載的第一端連接在電荷泵的輸出端口，負載的第二端連接至電流源的第一端，電流源的第二端接地；晶體管的柵極連接至負載的第二端，晶體管的源極與漏極中的一個連接至電荷泵的輸出端口、另一個作為調(diào)節(jié)電路的輸出端口，其特征在于該調(diào)節(jié)電路還包括連接在負載的第二端與地之間的濾波電容。
2.如權(quán)利要求1所述的電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路，其特征在于所述負載為阻值負載。
3.如權(quán)利要求2所述的電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路，其特征在于所述阻值負載為電阻、 晶體管、二極管、三極管中的任何一種所形成的阻性負載。
4.如權(quán)利要求1所述的電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路，其特征在于所述負載為電容負載。
5.如權(quán)利要求4所述的電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路，其特征在于所述電容負載為厚柵 氧晶體管形成的電容、金屬電容、多晶電容中的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改進的電荷泵輸出電壓調(diào)節(jié)電路，所述調(diào)節(jié)電路包括負載、電流源、晶體管，其中所述負載的第一端連接在電荷泵的輸出端口，負載的第二端連接至電流源的第一端，電流源的第二端接地；晶體管的柵極連接至負載的第二端，晶體管的源極與漏極中的一個連接至電荷泵的輸出端口、另一個作為調(diào)節(jié)電路的輸出端口，該調(diào)節(jié)電路還包括連接在負載的第二端與地之間的濾波電容。上述方式設(shè)置的濾波電容能夠消除調(diào)節(jié)電路輸出端口的“紋波”，而且具有體積小、占用集成電路布圖面積小的優(yōu)點。
文檔編號H02M3/07GK101888180SQ20101022934
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者楊光軍 申請人:上海宏力半導體制造有限公司