应用于Flash存储器的一种高效低纹波电荷泵设计

针对交叉耦合型电荷泵电荷回流的问题,本文提出了一种新型六相位电荷泵结构,电荷泵的主体由3个NMOS管和3个泵电容组成。考虑到时钟驱动能力对电荷泵性能的影响,设计通过增加额外的时钟驱动模块实现四相位到六相位的时钟转换,从而减小电荷泵的上升时间并改善输出电压。此外,电路采用并联双支路结构减小输出电容的充放电时间间隔,以减小输出纹波。基于0.13μm工艺的仿真结果表明,在时钟频率为20MHz,负载电容为50pF,负载电流为300μA的条件下,该电路可以实现3.3V到15V的电压转换,效率可达到67.7%,输出纹波仅为38.5mV。

一种移相时钟驱动的低纹波四相位电荷泵设计

针对传统的四相时钟电荷泵纹波大的缺点,提出了一个通过移相时钟分时驱动的新型电荷泵结构.电荷泵主体采用两组互补并联结构的四相电荷泵,输出级采用交叉耦合结构,消除了最后一级阈值电压损失,此外在每级输出节点增加二极管连接的NMOS作为辅助管,增加预充电,缩短建立时间.该电荷泵系统不同于传统的单一时钟驱动电荷泵,采用移相时钟驱动多支路并联电荷泵,分时对输出节点进行充电,以降低负载电容充放电时间,降低输出电压纹波.基于SMIC 65 nm工艺的Cadence Spectre仿真结果表明,该电路输入电压为1.8 V,时钟为50 MHZ,输出目标电压10 V,负载电容50 pF,在400 uA的电流驱动能力下,输出电压纹波最大仅为2 mV.具有低纹波的优点.