負(fù)壓CMOS電荷泵的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，半導(dǎo)體技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。為了滿足多元化和高性能的需求，電子產(chǎn)品的電路結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，使得系統(tǒng)工程中經(jīng)常會(huì)遇到這樣一種問題，那就是在一個(gè)大的系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)可能會(huì)需要不同的供電電壓，這時(shí)就需要對(duì)既有電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電荷泵由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、價(jià)格便宜成為電壓轉(zhuǎn)換器的最佳選擇，因此得到廣泛的應(yīng)用。 本文所研究的電荷泵是為了滿足電子產(chǎn)品對(duì)負(fù)電壓的需求而設(shè)計(jì)的開關(guān)電源模塊，可廣泛的應(yīng)用于LCD背光燈驅(qū)動(dòng)、閃存的浮

2、柵控制等各種領(lǐng)域。傳統(tǒng)電荷泵電路普遍存在由體效應(yīng)引起的閾值損失問題，很大程度上限制了電荷泵的電源轉(zhuǎn)換效率，文章通過詳細(xì)分析開關(guān)電源的工作原理，對(duì)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，消除了閾值電壓的損失，通過仿真驗(yàn)證了電源轉(zhuǎn)換效率的提高。本文的控制電路，采用線性控制和跳變控制兩種方式相結(jié)合的新型控制方法，減小了輸出電壓的紋波，提高了電源轉(zhuǎn)換效率，極大地增強(qiáng)了電路的性能。 設(shè)計(jì)采用貝嶺3μm2P2M的P阱CMOS工藝在CadenceIC5.0的仿

3、真工具下進(jìn)行系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)和仿真。電路正常工作狀態(tài)下，時(shí)鐘工作頻率可高達(dá)到500KHz，轉(zhuǎn)換效率大于70％。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，功耗小，成本低，易于集成，可廣泛使用在需要負(fù)電壓的各種場(chǎng)合。 本文的主要工作如下：1通過對(duì)電荷泵工作原理的詳細(xì)分析，提出了改進(jìn)的開關(guān)電路結(jié)構(gòu)，提高了電源的轉(zhuǎn)換效率。 2綜合兩種電荷泵控制方法的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了新型的控制電路，不但減小了輸出電壓的紋波，提高了轉(zhuǎn)換效率，而且降低了功耗，增強(qiáng)了系統(tǒng)