将时钟信号提供到电荷泵的方法及设备
2019-11-26

将时钟信号提供到电荷泵的方法及设备

本发明揭示一种用于将时钟信号提供到电荷泵的方法及设备。在一特定实施例中,所述方法包括将第一时钟信号提供到电荷泵的第一电荷泵单元。所述方法进一步包括将第二时钟信号提供到所述电荷泵的第二电荷泵单元。所述第一时钟信号的低到高转变与所述第二时钟信号的高到低转变实质上同时发生。在任何给定时间仅一个时钟信号可处于逻辑高电压电平。

在一特定说明性实施例中,在由脉冲整形器904通过控制信号930的启用所引起的第一转变之后,输出时钟信号中的一者的转变与另一输出时钟信号的转变实质上同时发生。举例来说,当第一输出时钟信号波形940从高逻辑电平转变到低逻辑电平时,第二输出时钟信号波形942实质上同时从低逻辑电平转变到高逻辑电平。当第二输出时钟信号波形942从高逻辑电平转变到低逻辑电平时,第三输出时钟信号波形944实质上同时从低逻辑电平转变到高逻辑电平。当第三输出时钟信号波形944从高逻辑电平转变到低逻辑电平时,第一输出时钟信号波形940实质上同时从低逻辑电平转变到高逻辑电平。

当第一输入时钟信号402从逻辑电平低转变到逻辑电平高时,从所述转变向第一节点424处的电压电平给予升高,且所述电压电平从供应电压VDD422增加到大致供应电压VDD422的两倍。第一节点424处的升压减活第二PMOS晶体管416,借此解耦第二节点426与电压输出114,且激活第二NMOS晶体管414以使得第二电容器408开始充电或放电直到第二节点426处的电压电平大致达到供应电压VDD422为止。第一节点424处的升压减活第一NMOS晶体管412,借此解耦第一节点424与供应电压VDD422,且激活第一PMOS晶体管418以将第一节点424耦合到电压输出114。第一节点424处的电压大致为供应电压VDD422的两倍。一旦第一节点424耦合到电压输出114,便将来自第一电容器406的电荷注入到输出电容器116中,借此使电压输出114的电压电平上升。由于所述电荷注入,第一节点424处的电压电平以由以下各者部分确定的速率开始下降:输出负载的大小、第一电容器406的大小,及输出电容器116的大小。

技术的进步已产生较小且较强大的计算装置。举例来说,当前存在多种便携式个人计算装置,包括无线计算装置,例如,便携式无线电话、个人数字助理(PDA)及寻呼装置,其体积小、重量轻且易于由用户携带。更具体来说,便携式无线电话(例如,蜂窝式电话及因特网协议(IP)电话)可经由无线网络传送语音及数据包。另外,许多这些无线电话包括并入于其中的其它类型的装置。举例来说,无线电话也可包括数字静态相机、数字摄像机、数字记录器及音频文件播放器。又,这些无线电话可处理可执行指令,包括可用以接入因特网的软件应用程序(例如,网络浏览器应用程序)。因而,这些无线电话可包括显著的计算能力。 升压电路由电子电路用以向所述电路的组件提供参考电压,所述参考电压高于施加到所述电路的供应电压。升压电路通常包括一电荷泵。通常需要所述电荷泵提供稳定输出电压及低输出纹波电压。电荷泵的输出上的纹波电压对制造工艺的变化、对温度且对供应电压敏感。可使用多相时钟通过将时钟的不同相位馈入到不同电荷泵单元来减小纹波电压。然而,当多相时钟被停用时,电荷泵可产生超过经确定容限的相对较大的输出纹波电压。

参看图11,说明一方法的特定实施例。所述方法可包括在1102处接收启用信号以将第一时钟信号提供到第一电荷泵单元且将第二时钟信号提供到第二电荷泵单元。举例来说,启用信号可为图9的处于逻辑高电压电平的控制信号930。将图9的控制信号930提供到脉冲整形器904以启用脉冲整形器904。经启用的脉冲整形器904将第一输出时钟信号932及第二输出时钟信号934提供到电荷泵906。

因此,可制造、处理图I到4或9的升压电路、图3的脉冲整形器300、图4的电荷泵400或其任何组合且将其并入到电子装置中,如说明性过程1300中所描述。关于图I到4、9及10到11所揭示的实施例的一个或一个以上方面可包括于各种处理阶段处(例如,包括于库文件1312、⑶SII文件1326及GERBER文件1352内),以及存储于研究计算机1306的存储器1310、设计计算机1314的存储器1318、计算机1346的存储器1350、在各种阶段(例如,在板组装过程1354)使用的一个或一个以上其它计算机或处理器(未图示)的存储器处,且也并入到一个或一个以上其它物理实施例(例如,掩模1332、裸片1336、封装1340、PCA1358、例如原型电路或装置(未图示)的其它产品或其任何组合)中。尽管描绘了从物理装置设计到最终产品的生产的各种代表性阶段,但在其它实施例中可使用较少阶段或可包括额外阶段。类似地,过程1300可通过单一实体或通过执行过程1300的各种阶段的一个或一个以上实体来执行。

当第一输入时钟信号402从逻辑电平高转变到逻辑电平低时,从所述转变向第二节点426处的电压电平给予升高,且所述电压电平从供应电压VDD422增加到大致供应电压VDD422的两倍。第二节点426处的升压减活第一PMOS晶体管418,借此解耦第一节点424与电压输出114,且激活第一NMOS晶体管412以使得第一电容器406开始充电或放电直到第一节点424处的电压电平大致达到供应电压VDD422为止。第二节点426处的升压减活第二NMOS晶体管414,借此解耦第二节点426与供应电压VDD422,且激活第二PMOS晶体管416以将第二节点426耦合到电压输出114。第二节点426处的电压大致为供应电压VDD422的两倍。一旦第二节点426耦合到电压输出114,便将来自第二电容器408的电荷注入到输出电容器116中,借此使电压输出114的电压电平上升。由于所述电荷注入,第二节点426处的电压电平以由以下各者部分确定的速率开始下降:输出负载的大小、第二电容器408的大小,及输出电容器116的大小。

图4说明升压电路100的电荷泵的一特定实施例的其它细节。在一特定说明性实施例中,电荷泵400包括经配置以接收第一输出时钟信号108的第一电荷泵单元410、经配置以接收第二输出时钟信号110的第二电荷泵单元420及经配置以接收第三输出时钟信号112的第三电荷泵单元430。电荷泵单元410、420及430各自包括经配置以将升压提供到电压输出114的电路。第一电荷泵单元410接收第一输入时钟信号402及第一经反相的输入时钟信号404。第一经反相的时钟信号404可由脉冲整形器300提供,或所述第一经反相的时钟信号404可由第一电荷泵单兀410使用反相器门提供。当第一输入时钟信号402为逻辑电平低且第一经反相的输入时钟信号404为逻辑电平高时,第一NMOS晶体管412及第二PMOS晶体管416处于作用中或ON(接通),且第二NMOS晶体管414及第一PMOS晶体管418处于非作用中或OFF(断开)。作用中的第一NMOS晶体管412对第一电容器406充电以将第一节点424的电压电平设定为大致等于供应电压电平VDD422,其中第一节点424由于第一PMOS晶体管418处于非作用中或OFF而与电压输出114隔离。非作用中的第二NMOS晶体管414使第二节点426与供应电压VDD422隔离,且作用中的第二PMOS晶体管416将第二节点426耦合到电压输出114。当节点426处的电压电平大于电压输出114处的电压电平时,耦合到第二节点426的第二电容器408将电荷注入到输出电容器116中且使电压输出114的电压电平升高。由于所述电荷注入,第二节点426处的电压电平以由以下各者部分确定的速率开始下降:输出负载的大小、第二电容器408的大小,及输出电容器116的大小。因此,如将在图9中所描述,在下一转变之前,第一节点424处的电压电平大致为供应电压VDD422且第二节点426处的电压电平在升高之后随电压输出114的电压电平而降落(decline)。

图5为升压电路的波形图的一特定说明性实施例的框图;

PCA1358可在产品制造过程1360处接收且集成到一个或一个以上电子装置(例如,第一代表性电子装置1362及第二代表性电子装置1364)中。作为一说明性、非限制实例,第一代表性电子装置1362、第二代表性电子装置1364或其两者可选自由以下各者组成的群组:机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、通信装置、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元,及计算机。作为另一说明性、非限制实例,电子装置1362及1364中的一者或一者以上可为远程单元,例如移动电话、手持型个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元(例如,个人数据助理)、具备全球定位系统(GPS)功能的装置、导航装置、固定位置数据单元(例如,仪表读取设备),或存储或检索数据或计算机指令的任何其它装置,或其任何组合。尽管图I到4及9中的一者或一者以上可说明根据本发明的教示的远程单元,但本发明不限于这些示范性所说明单元。本发明的实施例可适当地用于包括有源集成电路(包括存储器及芯片上电路)的任何装置中。