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(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。 2 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
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