CN107783583A - 一种电荷泵输出电压温度补偿电路 - Google Patents

一种电荷泵输出电压温度补偿电路 Download PDF

Info

Publication number
CN107783583A
CN107783583A CN201610768608.8A CN201610768608A CN107783583A CN 107783583 A CN107783583 A CN 107783583A CN 201610768608 A CN201610768608 A CN 201610768608A CN 107783583 A CN107783583 A CN 107783583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charge pump
voltage
output voltage
temperature
operational amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610768608.8A
Other languages
English (en)
Inventor
于海霞
马继荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Tongfang Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
Beijing Tongfang Microelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Tongfang Microelectronics Co Ltd filed Critical Beijing Tongfang Microelectronics Co Ltd
Priority to CN201610768608.8A priority Critical patent/CN107783583A/zh
Publication of CN107783583A publication Critical patent/CN107783583A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/567—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for temperature compensation

Abstract

本发明公开了一种电荷泵输出电压温度补偿电路，包括电荷泵，运算放大器和分压电路。其中，分压电路由电阻和具有正、负温度特性的电流源串联组成，电荷泵输出电压电连接至分压电路后得到采样电压，采样电压和输入的基准电压电连接至运算放大器的输入端，运算放大器的输出电连接至电荷泵，运算放大器将采样电压与基准电压相比较，运算放大器的输出控制电荷泵的输入，分压电路利用电流源的温度特性控制电阻两端的电压特性，实现对电荷泵输出电压进行温度补偿，利用电流源的正、负温度特性控制电阻两端的电压特性，从而对电荷泵输出电压进行温度补偿。电荷泵的输出电压温度特性可调节，既可以实现输出电压的负温度特性，又可以实现输出电压的正温度特性。

Description

一种电荷泵输出电压温度补偿电路
技术领域
本发明涉及CMOS半导体领域，特别涉及存储器和电荷泵技术领域。
背景技术
目前，一般电荷泵采用如图1所示反馈控制电路稳定输出电压，包含分压电路11，运算放大器12，电荷泵13。其中Vref为基准电压，Vout表示电荷泵输出电压，电阻分压电路由电阻R1和电阻R0串联而成，电荷泵为各级电荷泵升(降)压电路。电荷泵输出电压Vout经过分压电路分压后得到采样电压Vdet，通过一个高精度的运算放大器将采样电压Vdet与基准电压Vref相比较，运算放大器的输出控制电荷泵的输入，从而输出预期的稳定电压，电荷泵输出电压公式为：
Vout＝R1*（Vref/R0）+Vref，
其中Vout为电荷泵输出电压，R1和R0为分压电阻阻值，Vref为基准电压。Vref作为基准电压无温度特性，因此电荷泵的输出电压值Vout也无温度特性，而在存储器设计中根据工艺的需求，不同温度下cell的被擦写难易程度不同，阈值电压等特性不同,所以存储器的编程电压、读电压需要一定的温度特性。
如图2所示，为现有的一种带温度补偿的电荷泵，如中国专利CN103138564A提出了的电荷泵结构，包含分压电路21，运算放大器22，电荷泵23，其中，分压电路中增加了二极管，利用二极管PN结的温度特性，对电荷泵输出电压进行了温度补偿。但是，此电荷泵结构中的二极管电路在版图布局中容易产生寄生三极管漏电效应，并且温度系数不易控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电荷泵输出电压温度补偿电路，它可以根据系统要求对电荷泵输出电压进行有效的温度补偿。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种电荷泵输出电压温度补偿电路，包括电荷泵，运算放大器和分压电路，其中，分压电路由电阻和具有温度特性的电流源串联组成，电荷泵输出电压电连接至分压电路后得到采样电压，采样电压和输入的基准电压电连接至运算放大器的输入端，运算放大器的输出电连接至电荷泵，运算放大器将采样电压与基准电压相比较，运算放大器的输出控制电荷泵的输入；分压电路利用电流源的温度特性控制电阻两端的电压特性，实现对电荷泵输出电压进行温度补偿。
优选地，所述电流源具有正温度特性和负温度特性。
优选地，所述电荷泵输出电压具有正温度特性和负温度特性。
本发明的有益效果在于，利用电流源的正、负温度特性控制电阻两端的电压特性，从而有效地对电荷泵输出电压进行了温度补偿。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1是现有的一种具有稳定输出电压的电荷泵结构示意图。
图2 是现有的一种带有温度补偿的电荷泵结构示意图。
图3 是本发明具体实施例的一种电荷泵输出电压温度补偿电路结构示意图。
图4 是本发明具体实施例的另一种电荷泵输出电压温度补偿电路结构示意图。
图5 是本发明具体实施例的一种电荷泵实现方案示意图。
图6是本发明的一种采用套筒式结构的运算放大器结构示意图。
图7是本发明具体实施例的一种电流源结构示意图。
具体实施方式
如图3所示，为本发明具体实施例的一种电荷泵输出电压温度补偿电路结构示意图，该电荷泵输出电压温度补偿电路由分压电路31、运算放大器32和电荷泵33组成，其中，电荷泵33输出电压Vout连接至分压电路31后得到采样电压Vdet，通过运算放大器32将采样电压Vdet与外部输入的基准电压Vref相比较，运算放大器32的输出调节电荷泵33的输入，分压电路31由电阻R1和具有有温度特性的电流源I0串联而成，中间抽头出一个采样电压Vdet，利用电流源I0的温度特性控制电阻R1两端的电压特性，实现电流源I0的负温度特性和正温度特性。电荷泵33输出电压公式为：
Vout＝I0* R1+Vref
其中
I0=I0i+k(T-25℃ )
Vout为电荷泵输出电压，I0i为电流常数，k为温度系数，T表示任何环境下的温度，25℃指常温，R1为分压电阻，Vref为基准电压。Vref无温度特性，I0有温度特性，当温度发生变化时，输出电压Vout将随着I0的变化而变化，实现有效的温度补偿。
如图4所示，为本发明具体实施例的另一种电荷泵输出电压温度补偿电路结构示意图。电荷泵43输出电压Vout连接至分压电路41，电荷泵43输出电压Vout经过分压电路41分压后得到采样电压Vdet，通过运算放大器42将采样电压Vdet与外部输入的基准电压Vref相比较，运算放大器42的输出控制电荷泵43的输入。它的有效特征为，分压电路41由电阻R1，电阻R0和电流源Iptat串联而成，Iptat表示为正温度特性的电流源。电荷泵43输出表达式为：
Vout=(Iptat+Vref/R0)* R1+Vref
当温度升高时，Iptat的电流变大，流过RO的电流Vref/R0不变，流过R1的电流值Iptat+Vref/R0相应变大，所以电荷泵43的输出电压(Iptat+Vref/R0)* R1+Vref变大，Vout实现正温度特性输出。
如图5所示，为本发明的一种电荷泵实现方案50。其中，CK和CKB代表两相不交叠时钟，IN为输入信号，电荷泵输出结果VOUT电连接至采样电路。
如图6所示，为本发明的一种采用套筒式结构的运算放大器结构示意图60，其中，VCC是电源信号，VB1、VB2是两个偏置电压，VDET和VREF为放大器的输入端，运算放大器的输出结果APO连接至电荷泵。
如图7所示，为本发明具体实施例的一种电流源结构示意图70。该电流源Iptat中，VCC是电源信号，该电流源Iptat包括三个镜像电流支路，分别由PMOS管M101、M102和M103组成，并分别用于提供大小成比例的电流I101、I102 和I103；该电荷泵电流源Iptat还包括两个PNP晶体管Q101和PNP晶体管Q102，Q102的发射极面积是Q101的发射极面积N倍；电阻R100连接在PNP晶体管Q102的发射极和PMOS晶体管M102之间。该电流源Iptat还包括运算放大器，运算放大器AMP的两个输入端分别连接A点和B点，节点A和B分别为PMOS管M101和M102的漏极，运算放大器AMP的输出端连接PMOS管M101、M102和M103的栅极。该电流源Iptat还包括M104，M105镜像电路和电阻R100。该电流源Iptat电路的产生方式是：两个PNP晶体管的基射电压即的差为ΔVBE，流过电阻R100的电流为IR100＝ΔVBE/R100 ；ΔVBE为正温度系数；ΔVBE/R100也为正温度系数，得到正温度系数的电流I102，电流再经过MOS管M103，M104，M105镜像电路后输出Iptat电流可直接给电荷泵输出电压温度补偿电路使用。
本发明的整体思路在于，利用电流源的温度特性控制电阻两端的电压特性，从而有效地对电荷泵输出电压进行温度补偿，输出电压可实现负温度特性或正温度特性。
本发明的电荷泵的电流源实现方式并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (3)

1.一种电荷泵输出电压温度补偿电路，包括电荷泵，运算放大器和分压电路，其特征在于，
分压电路由电阻和具有温度特性的电流源串联组成，电荷泵输出电压电连接至分压电路后得到采样电压，采样电压和输入的基准电压电连接至运算放大器的输入端，运算放大器的输出电连接至电荷泵，运算放大器将采样电压与基准电压相比较，运算放大器的输出控制电荷泵的输入；
分压电路利用电流源的温度特性控制电阻两端的电压特性，实现对电荷泵输出电压进行温度补偿。
2.如权利要求1所述的电荷泵输出电压温度补偿电路，所述电流源具有正温度特性和负温度特性。
3.如权利要求1所述的电荷泵输出电压温度补偿电路，所述电荷泵输出电压具有正温度特性和负温度特性。
CN201610768608.8A 2016-08-31 2016-08-31 一种电荷泵输出电压温度补偿电路 Pending CN107783583A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610768608.8A CN107783583A (zh) 2016-08-31 2016-08-31 一种电荷泵输出电压温度补偿电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610768608.8A CN107783583A (zh) 2016-08-31 2016-08-31 一种电荷泵输出电压温度补偿电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107783583A true CN107783583A (zh) 2018-03-09

Family

ID=61440784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610768608.8A Pending CN107783583A (zh) 2016-08-31 2016-08-31 一种电荷泵输出电压温度补偿电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107783583A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022048290A1 (zh) * 2020-09-04 2022-03-10 长鑫存储技术有限公司 电压检测电路及电荷泵电路
US11703527B2 (en) 2020-09-04 2023-07-18 Changxin Memory Technologies, Inc. Voltage detection circuit and charge pump circuit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101212134A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 华润矽威科技（上海）有限公司 升压型开关电源的过压保护电路
CN103138564A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 上海华虹Nec电子有限公司 电荷泵输出电压温度补偿电路
US20150309527A1 (en) * 2012-11-07 2015-10-29 Freescale Semiconductor, Inc. Temperature coefficient factor circuit, semiconductor device, and radar device
CN206058022U (zh) * 2016-08-31 2017-03-29 北京同方微电子有限公司 一种电荷泵输出电压温度补偿电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101212134A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 华润矽威科技（上海）有限公司 升压型开关电源的过压保护电路
CN103138564A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 上海华虹Nec电子有限公司 电荷泵输出电压温度补偿电路
US20150309527A1 (en) * 2012-11-07 2015-10-29 Freescale Semiconductor, Inc. Temperature coefficient factor circuit, semiconductor device, and radar device
CN206058022U (zh) * 2016-08-31 2017-03-29 北京同方微电子有限公司 一种电荷泵输出电压温度补偿电路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022048290A1 (zh) * 2020-09-04 2022-03-10 长鑫存储技术有限公司 电压检测电路及电荷泵电路
US11703527B2 (en) 2020-09-04 2023-07-18 Changxin Memory Technologies, Inc. Voltage detection circuit and charge pump circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104679092B (zh) 宽电源电压的过温迟滞保护电路
CN104111688B (zh) 一种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带隙电压基准源
CN104204986A (zh) 基准电压电路
CN103092253A (zh) 参考电压产生电路
CN106055002A (zh) 低压输出的带隙基准电路
US8598940B2 (en) Low-voltage source bandgap reference voltage circuit and integrated circuit
CN104199509A (zh) 一种用于带隙基准源的温度补偿电路
CN101557164B (zh) 一种低压电源生成电路及装置
CN104156025A (zh) 一种高阶温度补偿基准源
CN101694963B (zh) 高精度低电压的电压电流转换电路
CN109061272A (zh) 一种电流检测电路
CN108415503A (zh) 一种低压低功耗基准电路
CN104615185A (zh) 一种基准电压源启动电路
CN107783583A (zh) 一种电荷泵输出电压温度补偿电路
CN106959718A (zh) 调节器
CN101963821B (zh) 启动电路及具有启动电路的带隙电压基准电路
CN108549455A (zh) 一种具有宽输入范围的降压电路
CN206058022U (zh) 一种电荷泵输出电压温度补偿电路
CN108664068A (zh) 一种应用于低电源电压的分数式带隙基准电路
CN102931834A (zh) 一种模拟电路中的高压转低压电路
CN101995899B (zh) 具有鲁棒性启动电路的带隙电压基准电路
CN105224006B (zh) 一种低压cmos基准源
CN101859160B (zh) 一种超低电源电压的带隙基准源
CN102999078A (zh) 基准电压电路
CN103926967B (zh) 低压低功耗基准电压源及低基准电压产生电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 100083 18 floor, West Tower, block D, Tongfang science and Technology Plaza, 1 Wang Zhuang Road, Wudaokou, Haidian District, Beijing.

Applicant after: ZIGUANG TONGXIN MICROELECTRONICS CO.,LTD.

Address before: 100083 18 floor, West Tower, block D, Tongfang science and Technology Plaza, 1 Wang Zhuang Road, Wudaokou, Haidian District, Beijing.

Applicant before: BEIJING TONGFANG MICROELECTRONICS Co.,Ltd.

SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180309