本技術(shù)涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種交叉耦合電荷泵電路。

背景技術(shù)：

1、隨著集成電路的快速發(fā)展，其對(duì)于集成度和低功耗的要求越來越高，因而電源電壓變得越來越低，但過低的電源電壓可能會(huì)使電路性能下降同時(shí)使得設(shè)計(jì)變得更加困難。因此需要能提供高于電源電壓的電路來解決上述問題。電荷泵則是能完成該功能的電路之一，因而受到廣泛應(yīng)用。

2、最早使用的是d?i?ckson電荷泵，其在時(shí)鐘控制下通過二極管為電容充電并一級(jí)一級(jí)傳遞，最終實(shí)現(xiàn)電壓的抬升。但是該結(jié)構(gòu)在升壓中由于二極管壓降很大，所以最終輸出電壓要比理想值低很多，級(jí)數(shù)越多，輸出電壓偏差越大；之后隨著很多電荷泵結(jié)構(gòu)的不斷出現(xiàn)，電荷泵的功能及性能也越來越好，現(xiàn)在被大家廣泛所應(yīng)用的一種電荷泵結(jié)構(gòu)是交叉耦合電荷泵。該電荷泵優(yōu)化了之前電荷泵存在的二極管壓降損耗或者mos管閾值損耗的問題，在傳輸過程中mos管均能導(dǎo)通，緩解了閾值損耗問題。同時(shí)該電荷泵能在一個(gè)周期內(nèi)的各半個(gè)周期內(nèi)完成傳輸工作，相較于以前的電荷泵提高了利用率。

3、在應(yīng)用時(shí)，有需要兩倍升壓的需求，通常都是將傳統(tǒng)的交叉耦合電路做級(jí)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，參照?qǐng)D1，在圖1所示的電荷泵電路中，vdd為輸入電壓，v1為第一級(jí)電荷泵的輸出電壓，vout為兩級(jí)電荷泵的總輸出電壓；該電路先將v1點(diǎn)電壓抬升1個(gè)vdd，之后在v1電壓的基礎(chǔ)上再抬升1個(gè)vdd，最終vout被抬升兩個(gè)vdd電壓從而實(shí)現(xiàn)兩倍升壓；該電路雖實(shí)現(xiàn)了兩倍升壓，但由于時(shí)鐘clka和clkb為交疊時(shí)鐘，所以存在mos管同時(shí)導(dǎo)通，進(jìn)而發(fā)生漏電的情況，最終會(huì)降低效率；同時(shí)也會(huì)使得輸出電壓紋波較大且與理想值偏差較大。此外，耦合電容c1和c2為滿足負(fù)載要求，也會(huì)采用大容值電容，會(huì)使得面積成本增加。

4、因此，急需一種交叉耦合電荷泵電路來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型提出一種交叉耦合電荷泵電路。

2、本實(shí)用新型的一種實(shí)施例解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種交叉耦合電荷泵電路，包括mos管m1-8、電容c1-4以及電容cl；

3、mos管m1的源極和mos管m2的源極連接至電源vdd；

4、mos管m1的柵極分別與電容c2的一端、mos管m2的漏極、mos管m5的源極以及mos管m6的源極連接，電容c2的另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)cka3；mos管m2的柵極分別與電容c1的一端、mos管m1的漏極、mos管m3的源極以及mos管m4的源極連接，電容c1的另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)ckb3；

5、mos管m3的柵極分別與電容c3的一端、mos管m4的漏極、mos管m7的漏極以及mos管m8的柵極連接，電容c3的另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)ckb2；mos管m4的柵極連接至mos管m3的漏極以及時(shí)鐘信號(hào)ckb1；

6、mos管m5的柵極分別與電容c4的一端、mos管m6的漏極、mos管m7的柵極以及mos管m8的漏極連接，電容c4的另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)cka2；mos管m6的柵極連接至mos管m5的漏極以及時(shí)鐘信號(hào)cka1；

7、mos管m7的源極和mos管m8的源極經(jīng)電容cl接地以及輸出電壓vout，時(shí)鐘信號(hào)cka1、cka2、cka3、ckb1、ckb2和ckb3為非交疊時(shí)鐘信號(hào)。

8、作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例之一，一種交叉耦合電荷泵電路還包括一端分別與mos管m3的漏極以及mos管m4的柵極連接、另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)ckb1的電容c5。

9、作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例之一，電容c5的容值小于電容c1、電容c2、電容c3以及電容c4的容值。

10、作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例之一，一種交叉耦合電荷泵電路還包括一端分別與mos管m5的漏極以及mos管m6的柵極連接、另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)cka1的電容c6。

11、作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例之一，電容c6的容值小于電容c1、電容c2、電容c3以及電容c4的容值。

12、作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例之一，mos管m1-6設(shè)置為nmos管，mos管m7和m8設(shè)置為pmos管。

13、作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例之一，電容c1和電容c2的容值小于電容c3和電容c4的容值。

14、本實(shí)用新型的有益效果：

15、1、使用非交疊時(shí)鐘可以避免漏電發(fā)生，在效率上會(huì)比使用交疊時(shí)鐘的傳統(tǒng)交叉耦合電荷泵更高；

16、2、不會(huì)有輸出到內(nèi)部的頻繁漏電，使得輸出紋波也會(huì)更??；

17、3、由于避免了電容上的漏電，使得電容上積累的電荷更接近理想值，令輸出的電壓值也更接近理想值。

技術(shù)特征：

1.一種交叉耦合電荷泵電路，其特征在于：包括mos管m1-8、電容c1-4以及電容cl；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉耦合電荷泵電路，其特征在于：還包括一端分別與mos管m3的漏極以及mos管m4的柵極連接、另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)ckb1的電容c5。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種交叉耦合電荷泵電路，其特征在于：所述電容c5的容值小于所述電容c1、電容c2、電容c3以及電容c4的容值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉耦合電荷泵電路，其特征在于：還包括一端分別與mos管m5的漏極以及mos管m6的柵極連接、另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)cka1的電容c6。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種交叉耦合電荷泵電路，其特征在于：所述電容c6的容值小于所述電容c1、電容c2、電容c3以及電容c4的容值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉耦合電荷泵電路，其特征在于：所述mos管m1-6設(shè)置為nmos管，mos管m7和m8設(shè)置為pmos管。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉耦合電荷泵電路，其特征在于：所述電容c1和電容c2的容值小于所述電容c3和電容c4的容值。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種交叉耦合電荷泵電路，包括MOS管M1?8、電容C1?4以及電容CL；MOS管M1的源極和MOS管M2的源極連接至電源V<subgt;DD</subgt;；電容C2的另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)CKA3；電容C1的另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)CKB3；電容C3的另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)CKB2；MOS管M4的柵極連接至?xí)r鐘信號(hào)CKB1；電容C4的另一端連接至?xí)r鐘信號(hào)CKA2；MOS管M6的柵極連接至?xí)r鐘信號(hào)CKA1；時(shí)鐘信號(hào)CKA1?3、CKB1?3為非交疊時(shí)鐘信號(hào)；通過使用非交疊時(shí)鐘可以避免漏電發(fā)生，在效率上會(huì)比使用交疊時(shí)鐘的傳統(tǒng)交叉耦合電荷泵更高；不會(huì)有輸出到內(nèi)部的頻繁漏電，使得輸出紋波也會(huì)更??；并且由于避免了電容上的漏電，使得電容上積累的電荷更接近理想值，令輸出的電壓值也更接近理想值。

技術(shù)研發(fā)人員：高唱,江力
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳英集芯科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240725
技術(shù)公布日：2025/5/19