电压泵及集成电路的制作方法

本技术涉及电路结构，更具体地说，涉及一种电压泵及集成电路。

背景技术：

1、电压泵是一种常用的电路单元，用于将较低的输入电压转换为一个较高的、稳定的输出电压提供给负载。通常其输入电压用vcc表示，其输出电压端上的电压分别为v+和v-(v+大于0v，v-小于0v)，于是其输出电压的绝对值为v+加上v-，这个值通常较输入电压vcc高很多。因为要输出一个比输入电源高很多的电压，电压泵中的由mos管构成的开关一般会采用能耐高压的mos管，使用高压驱动脉冲(即驱动脉冲的电平值分别是v-和v+)。这样的驱动脉冲的幅值电路容易实现。但是，众所周知，mos管的耐压越高，其所占的面积越大，这将导致单位面积上能够实现的器件数量减少，从而导致成本较高。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述使用耐压较高的mos管构成开关从而导致电压泵成本较高的缺陷，提供一种能够使用耐压较低的mos管构成开关从而导致电压泵成本较低的电压泵及集成电路。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电压泵，包括实现电压泵功能的多个开关、时钟信号和储能电容，所述储能电容包括第一储能电容和第二储能电容，所述时钟信号控制所述多个开关按照设定的规律接通或断开，将电源中的电荷通过所述第一储能电容或直接转移到第二储能电容的不同极上，并将所述第二储能电容的不同极在不同的阶段分别与不同的输出端连接，实现电压泵出的功能；所述时钟信号包括第一时钟信号和第二时钟信号，所述第一时钟信号的电平为0和v+，所述第二时钟信号的电平为0和v-，所述第一时钟信号用于控制与所述第一储能电容和第二储能电容的一端连接的开关，所述第二时钟信号用于控制与所述第一储能电容和第二储能电容的另一端连接的开关；其中，所述v+和v-分别是所述电压泵输出的电压正端和电压负端上的电压值。

3、更进一步地，所述第一储能电容和第二储能电容的一端包括所述第一储能电容和所述第二储能电容的正端；所述第一储能电容和第二储能电容的另一端包括所述第一储能电容和所述第二储能电容的负端。

4、更进一步地，所述第一储能电容的正端在对应的开关的作用下分别与所述电压泵的输入电压端或地端连接；所述第二储能电容的正端在对应的开关作用下分别与所述电压泵的输入电压端或所述电压泵输出的电压正端连接；所述第二储能电容的负端在对应的开关作用下分别与所述电压泵输出的电压负端或地端连接。

5、更进一步地，所述电压泵包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关；所述第一开关为单刀双掷开关，其与所述第一储能电容一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第一储能电容的一端分别与电压泵输入电压端或地连接；所述第二开关为单刀双掷开关，其与所述第一储能电容的另一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第一储能电容的另一端与地端连接或断开；所述第三开关为单刀双掷开关，其与所述第二储能电容一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第二储能电容的一端分别与电压泵输入电压端或地连接；所述第三开关为单刀单掷开关，并在其控制信号的作用下使得所述第一储能电容的另一端和所述第二储能电容的另一端连接或断开；所述第五开关为单刀双掷开关，其与所述第二储能电容的一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第二储能电容的一端分别与电压泵的输出电压正端连接或断开；所述第六开关为单刀双掷开关，其与所述第二储能电容的另一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第二储能电容的另一端分别与电压泵的输出电压负端或地端连接。

6、更进一步地，所述第一开关和第五开关的控制信号是所述第一时钟信号，所述第三开关的控制信号是经过一个非门后的第一时钟信号；所述第二开关和第六开关的控制信号是第二时钟信号，所述第四开关的控制信号是经过一个非门后的第二时钟信号。

7、更进一步地，所述开关由一个或多个mos管构成。

8、更进一步地，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号分别由电平为0和vcc的初始时钟信号经过第一电平转移模块和第二电平转移模块而得到，所述vcc是所述电压泵的输入电压。

9、更进一步地，所述第一电平转移模块包括第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管和第一反相器；所述初始时钟信号连接在所述第一mos管的栅极，所述第一mos管的源极接地，其漏极与所述第二mos管的漏极相连，所述第二mos管的源极与v+电源连接，所述第二mos管的栅极与所述第三mos管的漏极连接，所述第二mos管的漏极还与所述第三mos管的栅极连接，所述第三mos管的源极与v+电源连接，所述第三mos管的漏极还与所述第四mos管的漏极连接，所述第四mos管的源极接地；所述初始时钟信号还通过所述第一反相器连接在所述第四mos管的栅极；由所述第三mos管的漏极和第四mos管的漏极的连接点上得到所述第一时钟信号。

10、更进一步地，所述第二电平转移模块包括第五mos管、第六mos管、第七mos管、第八mos管、第九mos管、第十mos管和第二反向器；所述初始时钟信号通过第二反相器后连接到所述第八mos管的栅极；所述初始时钟信号还连接到所述第五mos管的栅极，所述第五mos管的源极与vcc电源连接，其漏极与所述第六mos管的漏极连接，所述第六mos管的源极接v-电源，其栅极与所述第七mos管的漏极连接；所述第六mos管的漏极还与所述第七mos管的栅极连接，所述第七mos管的源极与v-电源连接；所述第七mos管的漏极还与所述第八mos管的漏极连接，所述第八mos管的源极接vcc电源；所述第九和第十mos管的栅极并接在所述第七mos管的漏极上，所述第九mos管的源极接v-电源，所述第十mos管的源极接地，所述第九mos管的漏极和所述第十mos管的漏极连接，并由该节点输出所述第二时钟信号。

11、本实用新型还涉及一种集成电路，包括电压泵，所述电压泵是上述任意一项所述的电压泵。

12、实施本实用新型的电压泵及集成电路，具有以下有益效果：由于将现有技术中的具有较大电压差(v+到v-)的时钟信号(即用于驱动开关的开关驱动信号)替换为具有较小压差的第一时钟信号(0v到v+)和第二时钟信号(v-到0v)，这两个时钟信号分别驱动所述电压泵中处于储能电容不同端的开关而实现电压泵功能，这样，该电压泵上的组成其各开关的mos管的耐压要求就大大降低，能够使用低耐压mos管，从而导致每个mos管在衬底上所占面积较小，使得整个电压泵的面积较小，所以其成本较低。

技术特征：

1.一种电压泵，包括实现电压泵功能的多个开关、时钟信号和储能电容，所述储能电容包括第一储能电容和第二储能电容，所述时钟信号控制所述多个开关按照设定的规律接通或断开，将电源中的电荷通过所述第一储能电容或直接转移到第二储能电容的不同极上，并将所述第二储能电容的不同极在不同的阶段分别与不同的输出端连接，实现电压泵出的功能；其特征在于，所述时钟信号包括第一时钟信号和第二时钟信号，所述第一时钟信号的电平为0和v+，所述第二时钟信号的电平为0和v-，所述第一时钟信号用于控制与所述第一储能电容和第二储能电容的一端连接的开关，所述第二时钟信号用于控制与所述第一储能电容和第二储能电容的另一端连接的开关；其中，所述v+和v-分别是所述电压泵输出的电压正端和电压负端上的电压值。

2.根据权利要求1所述的电压泵，其特征在于，所述第一储能电容和第二储能电容的一端包括所述第一储能电容和所述第二储能电容的正端；所述第一储能电容和第二储能电容的另一端包括所述第一储能电容和所述第二储能电容的负端。

3.根据权利要求2所述的电压泵，其特征在于，所述第一储能电容的正端在对应的开关的作用下分别与所述电压泵的输入电压端或地端连接；所述第二储能电容的正端在对应的开关作用下分别与所述电压泵的输入电压端或所述电压泵输出的电压正端连接；所述第二储能电容的负端在对应的开关作用下分别与所述电压泵输出的电压负端或地端连接。

4.根据权利要求3所述的电压泵，其特征在于，所述电压泵包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关；所述第一开关为单刀双掷开关，其与所述第一储能电容一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第一储能电容的一端分别与电压泵输入电压端或地连接；所述第二开关为单刀双掷开关，其与所述第一储能电容的另一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第一储能电容的另一端与地端连接或断开；所述第三开关为单刀双掷开关，其与所述第二储能电容一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第二储能电容的一端分别与电压泵输入电压端或地连接；所述第三开关为单刀单掷开关，并在其控制信号的作用下使得所述第一储能电容的另一端和所述第二储能电容的另一端连接或断开；所述第五开关为单刀双掷开关，其与所述第二储能电容的一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第二储能电容的一端分别与电压泵的输出电压正端连接或断开；所述第六开关为单刀双掷开关，其与所述第二储能电容的另一端连接，并在其控制信号的作用下使得所述第二储能电容的另一端分别与电压泵的输出电压负端或地端连接。

5.根据权利要求4所述的电压泵，其特征在于，所述第一开关和第五开关的控制信号是所述第一时钟信号，所述第三开关的控制信号是经过一个非门后的第一时钟信号；所述第二开关和第六开关的控制信号是第二时钟信号，所述第四开关的控制信号是经过一个非门后的第二时钟信号。

6.根据权利要求1所述的电压泵，其特征在于，所述开关由一个或多个mos管构成。

7.根据权利要求1所述的电压泵，其特征在于，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号分别由电平为0和vcc的初始时钟信号经过第一电平转移模块和第二电平转移模块而得到，所述vcc是所述电压泵的输入电压。

8.根据权利要求7所述的电压泵，其特征在于，所述第一电平转移模块包括第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管和第一反相器；所述初始时钟信号连接在所述第一mos管的栅极，所述第一mos管的源极接地，其漏极与所述第二mos管的漏极相连，所述第二mos管的源极与v+电源连接，所述第二mos管的栅极与所述第三mos管的漏极连接，所述第二mos管的漏极还与所述第三mos管的栅极连接，所述第三mos管的源极与v+电源连接，所述第三mos管的漏极还与所述第四mos管的漏极连接，所述第四mos管的源极接地；所述初始时钟信号还通过所述第一反相器连接在所述第四mos管的栅极；由所述第三mos管的漏极和第四mos管的漏极的连接点上得到所述第一时钟信号。

9.根据权利要求8所述的电压泵，其特征在于，所述第二电平转移模块包括第五mos管、第六mos管、第七mos管、第八mos管、第九mos管、第十mos管和第二反相器；所述初始时钟信号通过第二反相器后连接到所述第八mos管的栅极；所述初始时钟信号还连接到所述第五mos管的栅极，所述第五mos管的源极与vcc电源连接，其漏极与所述第六mos管的漏极连接，所述第六mos管的源极接v-电源，其栅极与所述第七mos管的漏极连接；所述第六mos管的漏极还与所述第七mos管的栅极连接，所述第七mos管的源极与v-电源连接；所述第七mos管的漏极还与所述第八mos管的漏极连接，所述第八mos管的源极接vcc电源；所述第九和第十mos管的栅极并接在所述第七mos管的漏极上，所述第九mos管的源极接v-电源，所述第十mos管的源极接地，所述第九mos管的漏极和所述第十mos管的漏极连接，并由该节点输出所述第二时钟信号。

10.一种集成电路，包括电压泵，其特征在于，所述电压泵是如权利要求1-9任意一项所述的电压泵。

技术总结
本技术涉及一种电压泵，包括实现电压泵功能的多个开关、时钟信号和储能电容，所述储能电容包括第一储能电容和第二储能电容，所述时钟信号包括第一时钟信号和第二时钟信号，所述第一时钟信号的电平为0和V+，所述第二时钟信号的电平为0和V‑，所述第一时钟信号用于控制与所述第一储能电容和第二储能电容的一端连接的开关，所述第二时钟信号用于控制与所述第一储能电容和第二储能电容的另一端连接的开关；其中，所述V+和V‑分别是所述电压泵输出的电压正端和电压负端上的电压值。本技术还涉及一种集成电路。实施本技术的电压泵及集成电路，具有以下有益效果：整个电压泵的面积较小，所以其成本较低。

技术研发人员：刘弘,韩军龙
受保护的技术使用者：上海福满多半导体有限公司
技术研发日：20220812
技术公布日：2024/1/13