一种无阈值压降的可重构高功率密度电荷泵

文章通过折叠浮置电容的方法实现电荷泵片上实时重构,解决了可重构电荷泵中开关路径过多以及低电压转换倍率(voltage conversion ratio,VCR)时部分电容闲置的问题,降低了电荷泵内阻,提高了功率密度,降低了输出电压纹波;在此基础上,提出新的电平转换器(level shifter,LS)来产生开关管的控制信号,以消除开关管的阈值压降;同时采用双路LS交替输出的方法,使开关管的控制信号保持适当的死区时间,减小了反向电流。文中以4阶电荷泵为例,基于TSMC CMOS 0.18μm工艺库仿真验证了上述方案的可行性,该结构可在2×、3×、4×、5×这4种VCR之间实时转换,工作电压低至金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor,MOS)管阈值电压,空载条件下的输出电压能够达到理想值的97%以上。