本發(fā)明提供一種電荷泵電路，該電荷泵電路包括：電荷汲取單元，所述電荷汲取單元至少包括第一電荷汲取電路和第二電荷汲取電路；以及電荷傳輸單元，所述電荷傳輸單元至少包括第一電荷傳輸開關(guān)元件和第二電荷傳輸開關(guān)元件，所述第一電荷汲取電路和所述第二電荷汲取電路分別具有兩個輸出端，所述第一電荷汲取電路的兩個輸出端分別連接至所述第一電荷傳輸開關(guān)元件的漏極以及所述第二電荷傳輸開關(guān)元件的漏極，所述第二電荷汲取電路的兩個輸出端分別連接至所述第一電荷傳輸開關(guān)元件的柵極以及所述第二電荷傳輸開關(guān)元件的柵極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種電荷泵電路。

背景技術(shù)

隨著集成電路的不斷發(fā)展，基于低功耗、低成本的考慮，電荷泵在集成電路中的應(yīng)用越來越廣泛，相應(yīng)地，對電荷泵電路的性能要求也越來越提高。于是，對各種高性能電荷泵的研究逐漸成為當(dāng)前集成電路的研究熱點之一。

電荷泵也稱為開關(guān)電容式電壓變換器，是一種利用所謂的“快速”(flying)或“泵送”電容(而非電感或變壓器)來進(jìn)行儲能，由此進(jìn)行直流－直流轉(zhuǎn)換的DC-DC轉(zhuǎn)換器。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

最早的理想電荷泵模型是J.Dickson在1976年提出的，其基本思想就是通過電容對電荷的累積效應(yīng)而產(chǎn)生高壓使電流由低電勢流向高電勢。圖1示出了Dickson電荷泵的基本原理圖。但如后文中將要闡述的那樣，這種傳統(tǒng)的Dickson電荷泵結(jié)構(gòu)存在下述問題，即：由于閾值電壓的損失以及襯底偏置效應(yīng)的影響，隨著級數(shù)的增加，輸出效率大幅降低。

隨著研究的不斷推進(jìn)，還提出有圖2所示的交叉耦合電荷泵。這種交叉耦合型電荷泵中，通過相互利用另一個支路的節(jié)點電壓來對傳輸晶體管的柵極進(jìn)行動態(tài)偏置，從而能夠消除閾值電壓損失的影響。但該交叉耦合電荷泵電路卻存在下述問題，即：首先，該電路中使用的是交叉耦合的NMOS管，由于襯底接地，因此存在襯底偏置效應(yīng)，當(dāng)電壓逐級升高時，襯底偏置效應(yīng)將會越來越明顯，在低電壓工作時有可能導(dǎo)致NMOS管最終不導(dǎo)通。其次，后級電荷在時鐘轉(zhuǎn)換時會向前級漏電，從而導(dǎo)致電流驅(qū)動能力不強，輸出效率有所降低。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種電荷泵電路，能夠消除閾值電壓損失，減小襯底偏置效應(yīng)，消除電荷回流引起的泄露電流，從而從整體上提高電荷泵電路的工作效率。

本發(fā)明的電荷泵電路的特征在于，包括：

電荷汲取單元，所述電荷汲取單元至少包括第一電荷汲取電路和第二電荷汲取電路；以及

電荷傳輸單元，所述電荷傳輸單元至少包括第一電荷傳輸開關(guān)元件和第二電荷傳輸開關(guān)元件，

所述第一電荷汲取電路和所述第二電荷汲取電路分別具有兩個輸出端，

所述第一電荷汲取電路的兩個輸出端分別連接至所述第一電荷傳輸開關(guān)元件的漏極以及所述第二電荷傳輸開關(guān)元件的漏極，

所述第二電荷汲取電路的兩個輸出端分別連接至所述第一電荷傳輸開關(guān)元件的柵極以及所述第二電荷傳輸開關(guān)元件的柵極。

在上述電荷泵電路中，優(yōu)選為：利用控制時鐘信號對所述電荷汲取電路進(jìn)行控制，以使得在進(jìn)行電荷汲取時，所述第一電荷傳輸開關(guān)元件的柵極與漏極短接，所述第二電荷傳輸開關(guān)元件的柵極與漏極短接。

在上述電荷泵電路中，優(yōu)選為：利用控制時鐘信號對所述電荷汲取電路進(jìn)行控制，以使得在進(jìn)行電荷傳輸時，所述第一電荷傳輸開關(guān)元件及所述第二電荷傳輸開關(guān)元件均工作在深三極管區(qū)。

在上述電荷泵電路中，優(yōu)選為：所述電荷傳輸單元還具備分別與所述第一電荷傳輸開關(guān)元件和所述第二電荷傳輸開關(guān)元件相連接的兩個動態(tài)襯底偏置電路，