202010935395X 宽输出电压范围低电流失配的电荷泵电路设计方法及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN112165249B
(45)授权公告日2022.03.15
(21)申请号202010935395.X(56)对比文件
(22)申请日2020.09.08CN102870328A,2013.01.09
CN109194327A,2019.01.11
(65)同一申请的已公布的文献号CN102006063A,2011.04.06
申请公布号CN112165249ACN101710784A,2010.05.19
(43)申请公布日2021.01.01审查员盛敏

(73)专利权人浙江大学
地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘
路866号
(72)发明人陈雅婷韩雁陈鹏
(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公
司33200
代理人林松海
(51)Int.Cl.
H02M3/07(2006.01)
权利要求书1页说明书7页附图6页
(54)发明名称
宽输出电压范围低电流失配的电荷泵电路
设计方法及应用
(57)摘要
本发明公开了宽输出电压范围低电流失配
的电荷泵电路设计方法及应用。由MOS电流镜子
电路和NMOS电流镜子电路组成的电流镜电路，通
过镜像偏置电流源和电流槽的电流，为电荷泵输
出端提供充放电电流；MOS控制开关用于控制充
放电支路的导通断开；由电压缓冲器和反馈管组
成的低电平输出范围的电流补偿模块，通过检测
电流镜NMOS管的栅端和漏端，获取电流镜NMOS管
的电流信息，并以电流的形式补偿到电流镜PMOS
管，实现低电平输出范围时的PMOS管和NMOS管的
电流匹配；由电压缓冲器和反馈管组成的高电平
输出范围的电流补偿模块，通过检测电流镜PMOS
管的栅端和漏端，获取电流镜PMOS管的电流信
息，并以电流的形式补偿到电流镜NMOS管，实现
低电平输出范围时的NMOS管和PMOS管的电流匹
配。
CN112165249B
CN112165249B权利要求书1/1页

1.一种宽输出电压范围低电流失配的电荷泵电路设计方法，其特征在于：由PMOS电流
镜电路和NMOS电流镜电路组成的电流镜电路，通过镜像偏置电流源和电流槽的电流，为电
荷泵输出端提供充电电流和放电电流；由单个MOS或互补开关组成MOS控制开关，放置在
PMOS电流镜和NMOS电流镜电路中的PMOS管和NMOS管的源极、漏极或栅极，用于控制充放电
支路的导通或者断开；由电压缓冲器和反馈管组成的低电平输出范围的电流补偿模块，工
作在低的输出电压范围，通过检测电流镜NMOS管的栅端和漏端，获取电流镜NMOS管的电流
信息，并以电流的形式补偿到电流镜PMOS管，实现低电平输出范围时的PMOS管和NMOS管的
电流匹配；由电压缓冲器和反馈管组成的高电平输出范围的电流补偿模块，工作在高的输
出电压范围，通过检测电流镜PMOS管的栅端和漏端，获取电流镜PMOS管的电流信息，并以电
流的形式补偿到电流镜NMOS管，实现高电平输出范围时的NMOS管和PMOS管的电流匹配。
2.一种采用如权利要求1所述的设计方法的宽输出电压范围低电流失配的电荷泵电
路，其特征在于：包括电流镜电路、MOS控制开关、低电平输出范围的电流补偿模块、高电平
输出范围的电流补偿模块；
所述的电流镜电路，包括PMOS电流镜电路和NMOS电流镜电路；其中PMOS电流镜电路通
过镜像偏置电流槽的电流，为电荷泵输出端提供充电电流；NMOS电流镜电路通过镜像偏置
电流源的电流，为电荷泵输出端提供放电电流；
所述的MOS控制开关，用于控制电荷泵充放电的导通或者断开；
所述的低电平输出范围的电流补偿模块，通过检测电流镜NMOS管的栅端和漏端，获取
电流镜NMOS管的电流信息，并以电流的形式补偿到电流镜PMOS管，实现高电平输出范围时
的PMOS管和NMOS管的电流匹配；
所述的高电平输出范围的电流补偿模块，通过检测电流镜PMOS管的栅端和漏端，获取
电流镜PMOS管的电流信息，并以电流的形式补偿到电流镜NMOS管，实现低电平输出范围时
的NMOS管和PMOS管的电流匹配。
3.如权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：所述的MOS控制开关,按照开关所处
的位置，包括开关位于源极、漏极和栅极三种。
4.如权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：所述的包含PMOS器件和NMOS器件均为
具有源极、漏极、栅极以及体端的四端口结构。
5.如权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于：所述的PMOS器件和NMOS器件均为金属
氧化物半导体MOS晶体管。
6.一种电荷泵型锁相环电路，其特征在于：采用了如权利要求2‑5任一项所述的电荷泵
电路。

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CN112165249B说明书1/7页

宽输出电压范围低电流失配的电荷泵电路设计方法及应用