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最新CMOS电荷泵的电路设计


Vref端输入将变大的一个信号,CLK和CLK’就是I10-ZN和I9ZN端的两个反相时钟信号,当B为低电频视作为0,D为高电频 的时候,从Vref端输入的信号进过M1,AB两端的电压差就是 Vref+Vth,经过M2时,CD两端的电压差为Vref+Vth+CLK,此 时D端电压为1.8V,电容不能突变电压,所以仍然存在电势差, 所以B点电压就是Vref+Vth+1.8,以此类推一直经过M6,Mf1 和Mf2可以看作一个低通滤波器,把交流信号变成直流信号, 最后从Bias端输出放大信号。
根据上图由M28-D输入一个高电频信号到A点,由D点是高电 频所以M1电容充电,M2导通,C点变为低电频,经过3次反相 器到E点为高电频传到B点,则B为高电频时M3导通,D点变 为低电频,M1放电,M2断开,C点变为高电频再由3次反相器 到E点变为低电频传到B点,B点为低电频时M3断开,D点为 高电频。如此反复循环从I9-ZN,I10-ZN两端输出两个反相的振 荡周期信号。
四版图的设计与优化
本芯片拟采用 ASMC0.35林m双层多晶硅、三层金 属的高压Bi一CMOs工艺来实现。并应用Cadence 系统软件提供的 VirtuosoLayout软件进行版图的设 计工作。在版图完成后使用Dracula工具从单元电 路到系统进行DRC,LVS验证。
1布局与布线 2DRC 3LVS
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五总结与展望
本文介绍了一种电荷泵电路在500KHZ条件 下把最初的输入电压通过振荡器产生两个 反相的周期信号,再由RS触发器把占空比 变为百分之五十,最后由电荷泵把输出的 1.3V放大到12.2V,实践证明这一电路是很 有使用价值的。
80 年代末90 年代初各半导体器件厂生产的电荷泵变换器是以 ICL7660为基础开发出一些改进型产品,如MAXIM 公司的 MAX1044、Telcom 公司的TC1044S、TC7660 和LTC 公司的 LTC1044/7660等。这些改进型器件功能与ICL7660相同,性能 上有改进,管脚排列与ICL7660完全相同,可以互换。 这一 类器件的缺点是:输出电流小;输出电阻大;振荡器工作频 率低,使外接电容容量大;静态电流大。 随着半导体工艺技
二 CMOS电荷泵的电路原理
此电荷泵由三部分组成,分别为
1,Oscillator 振荡器 2,RS-FF RS触发器 3,Charge pump 电荷泵 先由振荡器产生反向周期信号,然后由RS触发器让周 期信号占空比为百分之五十,最后通过电荷泵把低电压 变高电压。
Байду номын сангаас
三 CMOS电荷泵的设计与仿真结果
术的进步与便携式电子产品的迅猛发展,各半导体器件公司
开发出各种新型电荷泵变换器,它们在器件封装、功能和性
能方面都有较大改进,并开发出一些专用的电荷泵变换器。 它们的特点可归纳为:
1. 提高输出电流及降低输出电阻 2减小功耗 3扩大输入电压范围 4. 减少占印板的面积 5. 输出负电压可设定(调整) 6. 两种新型的四倍压器件
从I10-ZN和I9-ZN两个输入端输入上节中环形振荡器得出的两 个反相振荡周期信号,根据上章定义的A门的一个输入端为Rd 端,低电平有效,此时 Sd端应为高电平。B门的一个输入端为 Sd端,此时 Rd端应为高电平。又因为上升沿输出反转,下升 沿输出无影响,所以每次I10-ZN端的电平在上升,I9-ZN端的 电平在下降的时候,输出端I1-ZN和I2-ZN会完成一次变化,所 以就能得出两个占空比为百分之五十的反相时钟信号。
CMOS电荷泵的电路设计
一 CMOS电荷泵的背景
电荷泵电路是一种能够产生比电源电压更高的电压 的电路。它在实现过程中不使用电感,而能够只用电容和 有源器件来实现,非常便于集成。电荷泵电路具有广泛应 用,一个重要的用途是用于非易失性存储器中,作为编程 电压产生器或电平转换电路中的高压产生器。电荷泵电路 还应用在需要高压来驱动模拟开关的低电源电压开关电容 系统、数模转换器和DC-DC转换器中。随着IC的设计与制 造中晶体管尺寸的逐渐减小以及低功耗的需求越来越高, 电源电压将不断降低,电荷泵电路的应用也将越来越广泛。
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