电荷泵电路的制作方法

文档序号:10423889阅读:395来源:国知局
电荷泵电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子技术应用领域,尤其是一种电荷栗电路。
【背景技术】
[0002]对图像传感器来说,功耗是一个非常重要的指标。电荷栗作为图像传感器中的一个重要的模块,也要求它的功耗越低越好。
[0003]当前,常用的电荷栗的电路如I所示,包括:倍压器101、负载电容(^以及电压调节器102,所述倍压器101的输出提供给动态负载103和所述电压调节器102,所述电压调节器102的输出端向所述倍压器101提供电源电压,所述负载电容(^的两端连接于所述倍压器1I的输出端和地端之间。
[0004]所述电荷栗的工作模式包括动态负载对其输出电压进行采样以及采样完成之后两种工作模式。在不同的工作模式下,电荷栗的负载也是不一样的,从而导致所述电荷栗的功耗也不同。当动态负载对所述电荷栗的输出电压进行采样时,需要所述电荷栗提供非常大的驱动能力,此时所述电荷栗的功耗很大。而所述当动态负载对所述电荷栗的输出电压采样完成之后,只需要提供很小的驱动能力就能满足要求,此时,所述电荷栗的功耗也相应的较小。
[0005]为了满足不同的工作模式,就需要所述电荷栗能够提供足够大的驱动能力以及较低的输出纹波,通常的做法是采用较高频率的时钟信号clkl以及较大的负载电容的电荷栗。在所述电荷栗工作时,负载电容会随着时钟信号进行周期性的充电和放电,在电压调节器的反馈作用下产生一个恒定电压值给像素阵列(pixel array)使用,该恒定电压的电压值高于系统给定的标准电源电压。而在此过程中,负载电容的寄生电容以及相关的反相器的寄生电容也会随着时钟进行周期性的充电和放电,从而产生额外的功耗,并且这部分功耗完全地被浪费了。由于时钟信号的频率比较高,并且相应的寄生电容也非常大,这部分完全浪费掉的功耗占整个电荷栗电路功耗的比重也是非常大的。
[0006]当前,针对该问题主要采用以下技术方案,第一种方案是采用具有较低寄生电容的电容作为负载电容,该方案与工艺有关,同时这并不能减小与负载电容相关的反相器的寄生电容导致的功耗问题。第二种方案是减小负载电容的大小,该方案会降低电荷栗的驱动能力;第三种方案是降低所述电荷栗的时钟信号的频率,该方案会产生较大的输出纹波。第二种方案和第三种方案虽然能降低电荷栗的功耗,但是也会降低所述电荷栗其它方面的性能指标。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种电荷栗电路,以降低电荷栗电路中的寄生电容导致的电路功耗。
[0008]为了达到上述目的,本实用新型提供了一种电荷栗电路,包括:第一倍压器,第二倍压器,负载电容,时钟控制逻辑器以及电压调节器;其中,
[0009]所述第一倍压器的输出端和第二倍压器的输出端连接于第一节点,所述负载电容连接于所述第一节点和地之间,所述第一节点与动态负载连接;
[0010]所述时钟控制逻辑器与所述第一倍压器和第二倍压器连接,用以分别向所述第一倍压器和第二倍压器提供时钟信号,并根据所述动态负载动态的调节所述第二倍压器的时钟信号;
[0011 ]所述电压调节器与所述第一倍压器和第二倍压器连接,用以向所述第一倍压器和第二倍压器提供电源电压信号。
[0012]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述第二倍压器的寄生电容是所述第一倍压器的寄生电容的N倍,其中N2 1
[0013]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述时钟控制逻辑器的一个输入端与一标准参考时钟信号连接,另一个输入端与动态参考时钟信号连接,所述动态参考时钟信号与所述动态负载相关。
[0014]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述时钟控制逻辑器的一个输出端与所述第一倍压器连接,向所述第一倍压器提供一第一时钟信号,另一个输出端与所述第二倍压器连接,向所述第二倍压器提供一第二时钟信号。
[0015]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述第一时钟信号的频率与所述标准参考时钟信号的频率相同。
[0016]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述第二时钟信号根据所述动态负载的工作状态动态变化,当所述动态负载对所述第一节点的输出电压进行采样时,所述第二时钟信号的频率与所述标准参考时钟信号的频率相同;当所述动态负载对所述第一节点的输出电压采样完成后,所述第二时钟信号的频率为零。
[0017]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述动态参考时钟信号的频率与所述负载工作的频率相同。
[0018]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述动态参考时钟信号的频率小于所述标准参考时钟信号的频率。
[0019]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述电压调节器的一个输入端与第一节点连接,另一个输入端与一参考输入电压连接,输出端分别与所述第一倍压器和第二倍压器连接。
[0020]优选的,在上述的电荷栗电路中,所述参考输入电压的电压值为0.5V?3V。
[0021]在本实用新型提供的电荷栗电路中,时钟控制逻辑器分别向第一倍压器和第二倍压器提供时钟信号,并根据该电荷栗电路的动态负载动态的调节所述第二倍压器的时钟信号,使得所述第二倍压器周期性的处于工作状态/休眠状态,从而使得第二倍压器中寄生电容周期性的产生功耗,进而有效的降低所述电荷栗电路中的功耗。
【附图说明】
[0022]图1为现有技术中电荷栗电路的不意图;
[0023]图2为本实用新型实施例中电荷栗电路的不意图;
[0024]图中:101-倍压器;102-电压调节器;103-动态负载;
[0025]201-第一倍压器;202-第二倍压器;203-时钟控制逻辑器;204-电压调节器;205-动态负载;α-负载电容。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合示意图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细的描述。根据下列描述并结合权利要求书,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0027]本实用新型实施例提供了一种电荷栗电路,如图2所示,包括:第一倍压器201,第二倍压器202,负载电容Cl,时钟控制逻辑器203以及电压调节器204。
[0028]所述时钟控制逻辑器203的一个输入端连接于一标准参考时钟信号clk,另一输入端连接于动态参考时钟信号clk_reg,所述标准参考时钟信号elk为能使所述第一倍压器201和第二倍压器202正常工作的时钟信号,所述动态参考时钟信号Clk_reg与所述电荷栗电路的动态负载205相关。
[0029]具体的,所述动态参考时钟信号clk_reg的频率与所述动态负载205工作的频率相同。即当所述动态负载205对所述电荷栗电路的输出电压进行采样时,所述动态参考时钟信号Clk_reg处于高电平状态,当所述动态负载205对所述电荷栗电路的输出电压采样完成之后,所述动态参考时钟信号clk_reg处于低电平状态。由于所述动态负载205工作的频率与所述标准参考时钟信号elk的频率无关,且小于所述标准参考时钟信号elk的频率,因此所述动态参考时钟信号c I k_reg的频率也与所述标准参考时钟信号c I k无关,也小于所述标准参考时钟信号elk的频率。
[0030]所述时钟控制逻辑器203的一个输出端连接于所述第一倍压器201,向所述第一倍压器201提供一第一时钟信号,另一个输出端连接于所述第二倍压器202,向所述第二倍压器202提供一第二时钟信号。并根据所述动态负载205的工作状态状态动态的调节所述第二时钟信号。
[0031]具体的,当所述动态负载205对所述电荷栗电路的输出电压进行采样时,所述动态参考时钟信号clk_
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