一种高效率全pMOS结构AC-DC电荷泵

介绍一种全新高性能的AC-DC电荷泵.它采用全pMOS的结构和阈值电压消除技术,使得其效率和输出电压都大幅度的改善.测试结果表明在13.56MHz和lV的输入条件下,相对于传统的MOS二管结构,这种全pMOS电荷泵的效率提高了104%,而输出电压获得125%的提升.     

一种新型高效率负压电荷泵

提出了一种高效率、具有较大电流驱动能力的负压电荷泵。该电荷泵采用三阱CMOS工艺,通过减小寄生电容和传输晶体管的导通电阻,消除了阈值电压损失和NMOS传输晶体管体效应,提高了电荷泵的每级增益。基于0.32 μm CMOS工艺对电荷泵进行了仿真验证。结果表明,相比传统负压电荷泵,该新型负压电荷泵具有较高的输出效率,最大输出效率可达82%。     

一种高效率低电源噪声电荷泵的设计

提出了一种高效率低电源噪声的电荷泵DC-DC转换器设计,采用多增益工作模式,可有效提高在不同输入电源电压下的效率;同时采用低噪声控制方法-线型模式控制方法,既可以减小电荷泵输出电压纹波,又可以减小电源电流纹波,降低噪声.基于CSMC 0.6 μm BiCMOS工艺,Cadence仿真结果显示,此设计降低了电源噪声,并且在不同输入电源电压下均能保持较高效率,输出轻负载(36 mA)时效率可达94%.     

一种高效率开关频率自适应电荷泵

本文提出了一种新型开关频率自适应电荷泵,它通过自动调节电荷泵开关频率,降低了芯片静态电流.与传统的固定开关频率线性控制电荷泵相比,开关频率自适应电荷泵具有更低的静态电流,更高的转换效率,稍高的输出纹波.特别是在电荷泵工作于轻负载时,其转换效率提升非常显著.理论分析和仿真结果表明在轻负载情况下,开关频率自适应电荷泵的效率比固定开关频率线性控制电荷泵效率提高了10%～40%.     

一种消除阈值电压影响的高效率电荷泵

提出了一种基于Dickson电荷泵结构的片上升压电路,由两相非交叠时钟驱动,并与电平转换单元配合使用.该电路将最后一级的传输管NMOS管替换为PMOS管,再由电平转换单元产生的电压来控制该PMOS管的栅端电压,使之在导通时彻底打开,从而消除该级的阈值电压损失,提高了输出电压.     

一种高效率的适合于低功耗应用的电荷泵电路

设计实现了一种高效率的电荷泵电路。利用电容和晶体管对电荷传输开关进行偏置来消除开关管阈值电压的影响。同时,通过对开关管的的衬底进行动态的偏置使得在电荷传输期间当开关管打开时其阈值电压较低,在开关管关断时其阈值电压较高。该电荷泵电路的效率得到了提高。基于0.18μm,3.3V标准CMOS工艺实现了该电路。在每级电容为0.5pF,时钟频率为780KHz,电源电压为2V的情况下,测得的8级电荷泵的输出电压为9.8V。电荷泵电路和时钟驱动电路从电源处总共消耗了2.9μA的电流。该电荷泵电路适合于低功耗的应用。     

一种新型的高效率高压同步整流电路设计

设计了一种用于AC-DC电源适配器的同步整流电路,集成了同步整流控制芯片、功率MOSFET和储能电容.该新型整流电路在无外部供电、无外部驱动信号、无外围元件的条件下能快速精确地开关功率MOSFET,实现同步整流功能.相比传统肖特基整流电路,该整流电路效率较高,外围器件少,适用范围宽.该同步整流电路芯片采用0.35μm高...     

一种全差分电荷泵设计

本文设计一种新型的全差分电荷泵,采用差分输入和差分输出。采用差分输出不但能够降低电荷泄漏所带来的电压噪声,而且能够提高电荷泵的上升和下降速度。上拉泵电路和下拉泵电路完全对称,能够消除电流失配所带来的噪声,并采用正反馈电路结构,以提高开启和关断速度,并降低功耗。电路在0.18μm工艺,BSIM 3V 3模型下,采用Cadence中的Spectre仿真工具进行仿真,当电源电压VDD=1.8V,f=100MH z时,电路输出的电压范围是0V~1.8V,功耗为0.01mW。     

应用于Flash存储器的一种高效低纹波电荷泵设计

针对交叉耦合型电荷泵电荷回流的问题,本文提出了一种新型六相位电荷泵结构,电荷泵的主体由3个NMOS管和3个泵电容组成。考虑到时钟驱动能力对电荷泵性能的影响,设计通过增加额外的时钟驱动模块实现四相位到六相位的时钟转换,从而减小电荷泵的上升时间并改善输出电压。此外,电路采用并联双支路结构减小输出电容的充放电时间间隔,以减小输出纹波。基于0.13μm工艺的仿真结果表明,在时钟频率为20MHz,负载电容为50pF,负载电流为300μA的条件下,该电路可以实现3.3V到15V的电压转换,效率可达到67.7%,输出纹波仅为38.5mV。     

一种用于PLL的新型电荷泵结构

本文设计了一种适用于PLL的新型电荷泵电路,将MOS开关置于源极,抑制电荷共享和电荷注入,并且采用可调节共源共栅结构增大输出阻抗,用于抑制电流失配。同时该电路具有结构简单、功耗低、充放电速度快等特点。采用Charter 0．35μm CMOS工艺模型,Mentor Graphics公司的Eldo进行仿真,在电荷泵输出电压范围为0．5～2．8V内,充放电电流匹配良好。     

一种用于AMOLED驱动的多模式高效电荷泵

设计了一种用于AMOLED驱动芯片的多模式高效低纹波电荷泵。该电荷泵通过模式选择,使输出电压可配置,实现多模式功能。针对电压建立和模式切换过程中电荷损耗的问题,利用初始化电路和电压检测电路来保证电荷泵中电荷单向传输,同时利用衬底选择开关来解决电荷泵的体效应问题,提高了电压转换效率。采用双边对称的泵电路结构,减小了输出电压纹波。采用UMC 80 nm CMOS工艺进行仿真。结果表明,负载电流为4 mA时,输出电压为8.4~17 V,四种工作模式下电压转换效率均在90%以上,电压纹波均小于1 mV。     

一种用于LED驱动的高效电荷泵电路的设计

设计了一种用于LED驱动的高效1.33X/1.5X/2X电荷泵电路,可以根据输出电压的变化,自适应地切换工作模式。以提高电荷泵的转换效率为切入点,从降低电荷泵升压倍数和减小电荷泵自身功耗两个方面对电荷泵的效率进行了优化设计。从仿真与测试结果可以看出,1.33X模式的转换效率比传统的1.5X模式提高了10%左右,最高效率可达86%。     

一个有利于消除电荷共享的新型电荷泵

为了消除电荷泵的电荷共享效应,通过在发生电荷共享的节点预置一个特定的电压,设计出了一个适用于频率合成器的新型电荷泵.在Chartered公司0.18 RF CMOS工艺条件下,HSPICE的仿真结果表明,这一新型电荷泵与传统的相比,很好地抑制了电荷共享效应,具有很低的输出纹波,在高性能频率合成器中具有良好的应用前景.     

基于电荷泵的低压启动高效率Boost DC/DC变换器设计

设计了一种在供电电源电压稍高于MOS管阀值的超低压条件下就能正常工作的宽输入电压范围的DC/DC变换器。电荷泵的启动模块和Boost升压模块集成于同一芯片中,在电压低于2.2V（typical）时,芯片包括两部分的工作过程,首先由电荷泵的启动模块使电压升高至2.2V,然后由输出电压为Boost转换器模块供电,使芯片正常工作。输入电压高于2.2V时,只有Boost模块工作。为使芯片实现高效率的转换,在轻载情况下,采用PFM调制模式;在重载情况下,采用PWM调制模式;通过逻辑控制两种模式自动切换,实现了良好的负载调整率。芯片采用SMIC 0.5um CMOS工艺设计并流片测试,在0.83V的电源电压时,芯片能正常启动工作。在电压VIN=1.2V,VOUT=3.3V时,最大效率达到87%,所有电压和负载范围内效率不低于50%。该芯片可用于单电池供电的系统中。     

一种锁相环中高性能电荷泵电路

设计了一种新型电荷泵电路.该电荷泵电路采用可调节共源共栅结构增大输出阻抗,具有结构简单、速度快、充放电电流匹配性好、抑制了电荷注入等特点.采用0.18μmCMOS工艺模型以及Hspice仿真工具的仿真结果显示,输出电压在0.4~1.3V之间变化时,电荷泵的充放电电流处处相等.     

采用电荷泵箝位调整器的BUCK型DC-DC驱动电路

为了提高驱动效率,设计了一种新颖的适用于BUCK型DC-DC的驱动电路,在芯片内部采用一个电荷泵和自适应死区时间控制逻辑的驱动电路。当芯片正常工作时,输出级低端LDNMOS管的驱动电平通过较大的电荷泵电容稳定在5.5V左右,输出级高端LDNMOS管的驱动电平通过自举电容高达29.93V,从而实现对DC-DC输出级高端和低端的驱动,这样既提高了驱动效率,又减少了对外部多个电源的需求。采用此电路的一款电流模BUCK型DC-DC已在UMC06μmBCD工艺线投片,芯片效率高达94%,输出级高端和低端LDNMOS的导通电阻为120mΩ,最大输出电流为5A,该驱动电路工作良好,芯片面积减小了15.4%。     

高效率双通路片上电荷泵的研究与设计

针对现代系统芯片中处理器核等数字模块和模拟模块对于不同电平电源供电的需要,提出一种基于复用技术的新型双通路电荷泵实现方案.该电荷泵能同时提供具有驱动能力的升压和降压模式电压输出,且可实现可变增益组合,以便根据检测到的输入电压自动调整增益组合以提高工作效率.开关阵列和电容的复用降低了芯片和应用电路的成本.文章给出了电荷泵的拓扑结构和用于量化分析的大信号解析公式和小信号模型.电路在TSMC的0.35μm混合信号CMOS工艺下设计完成.仿真验证和流片测试的结果表明所提出的设计目标均已实现,所获结果与解析公式的计算高度一致,证明了模型以及分析方法的正确性.     

高效率双通路片上电荷泵的研究与设计

针对现代系统芯片中处理器核等数字模块和模拟模块对于不同电平电源供电的需要,提出一种基于复用技术的新型双通路电荷泵实现方案.该电荷泵能同时提供具有驱动能力的升压和降压模式电压输出,且可实现可变增益组合,以便根据检测到的输入电压自动调整增益组合以提高工作效率.开关阵列和电容的复用降低了芯片和应用电路的成本.文章给出了电荷泵的拓扑结构和用于量化分析的大信号解析公式和小信号模型.电路在TSMC的0.35μm混合信号CMOS工艺下设计完成.仿真验证和流片测试的结果表明所提出的设计目标均已实现,所获结果与解析公式的计算高度一致,证明了模型以及分析方法的正确性.