CN109039059B - 一种高效的多模式电荷泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电荷泵，包括：逻辑电路，以模式选择信号和时钟信号为输入，产生后一级的控制信号；电平转换电路，将逻辑电路产生的控制信号的电平转换为能控制电荷泵电路的对应电平的控制信号；电压域可变电平转换模块：将逻辑控制电路产生的模式选择信号和时钟控制信号的摆幅提升至电荷泵电路所需要的电压，并且可根据时钟信号输出不同电压域；多模式电荷泵电路，根据电平转换电路转换后的控制信号，进行不同模式的电压输出。本发明能解决场效应晶体管FET开关阵列无法及时截止的问题，从而提升电荷泵的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路技术，尤其涉及一种高效的多模式电荷泵。
背景技术
电荷泵结构被广泛的应用于显示屏或手持设备的电源管理系统设计中。电荷泵也被称为开关电容式电压变换器，是一种利用电容而非电感或变压器来储能的直流变换器。通过电荷泵能使输入电压升高或降低，甚至可以用来产生负电压，其利用内部的场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)开关阵列以一定的方式控制电容上电荷的传输，通常以时钟信号控制电荷泵中电容的充放电，从而使输入电压以一定的方式升高(或降低)，以达到所需要的输出电压。电荷泵的基本思想就是通过电容对电荷的积累效应而产生高压。由于电路中充电电容在电路中产生的高压，在以时钟信号控制电荷泵充电电容放电的过程中，会存在场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)开关阵列无法及时截止的情况，使得电容的放电过程会产生流向电源的电流，影响输出电压，浪费电荷泵的效率。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出了一种高效的多模式电荷泵，以期能解决场效应晶体管FET开关阵列无法及时截止的问题，从而提升电荷泵的工作效率。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
一种高效的多模式电荷泵的特点包括：时钟电路、逻辑电路、电平转换电路、电压域可变电平转换模块、多模式泵电路；
所述时钟电路接收外部低电平的时钟信号CLK_L后产生第一低电平非交叠时钟信号CLK1_L和第二高电平非交叠时钟信号CLK2_h并传递给所述逻辑电路；
所述逻辑电路接收外部的模式选择信号Vin以及所述第一低电平非交叠时钟信号CLK1_L后产生第一低电平输入信号control1_L并传递给所述电平转换电路；
所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第二高电平非交叠时钟信号CLK2_h产生N+1路高电平控制信号control2_h、control3_h、……、control N+2_h并传递给所述电压域可变电平转换电路；
所述电平转换电路根据所接收的第一低电平输入信号control1_L产生所述多模式泵电路在放电状态下对应开关管的栅极信号GATE1_L；
所述电压域可变电平转换电路根据所接收的N+1路高电平控制信号control2_h、control3_h、……、control N+2_h产生所述多模式泵电路在充电状态下对应开关管的栅极信号GATE2_h、GATE3_h、……、GATEN+2_h；
所述时钟电路接收外部高电平的时钟信号CLK_h后产生第一高电平非交叠时钟信号CLK1_h和第二低电平非交叠时钟信号CLK2_L并传递给所述逻辑电路；
所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第一高电平非交叠时钟信号CLK1_h产生的第一高电平输入信号control1_h并传递给所述电平转换电路；
所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第二低电平非交叠时钟信号CLK2_L产生N+1路低电平控制信号control2_L、control3_L、……、control N+2_L并发送给所述电压域可变电平转换电路；
所述电平转换电路根据所接收的第一高电平输入信号control1_h产生所述多模式泵电路在充电状态下对应开关管的栅极信号GATE1_h；
所述电压域可变电平转换电路根据所接收的N+1路低电平控制信号control2_L、control3_L、……、control N+2_L产生所述多模式泵电路在放电状态下对应的开关管的栅极信号GATE2_L、GATE3_L、……、GATE N+2_L；
若所述多模式泵电路接收到充电状态下对应的开关管的栅极信号GATE1_h、GATE2_h、……、GATE N+2_h，则所述多模式泵电路内的电源对飞线电容进行充电；
若所述多模式泵电路接收到放电状态下对应的开关管的栅极信号GATE1_L、GATE2_L、……、GATE N+2_L，则所述多模式泵电路内的电源停止对飞线电容进行充电，并使飞线电容对输出电容充电后产生输出电压。
本发明所述的多模式电荷泵的特点也在于：
所述多模式泵电路是由飞线电容Cfly、输出电容Cout和N+2个PMOS管以及一个NMOS管组成；
第一PMOS管的漏端分别与第一NMOS管的漏端和充电电容Cfly的N端连接，所述第一NMOS管的源端与电源VSSB连接，第二PMOS管的漏端分别与第三PMOS管的源端、第四PMOS管的漏端、……、第N+1PMOS管的漏端以及充电电容Cfly的P端连接；所述第一PMOS管的源端与第一电源连接、所述第二PMOS管的源端与第二电源连接、……、第N+1个PMOS管的源端与第N+1个电源连接，第N+2个PMOS管的漏端与充电电容Cfly的P端连接，所述第N+2个PMOS管的源端与输出电容Cout的N端连接，且连接点为输出端，输出电容Cout的P端接地；
若所述多模式泵电路接收到充电状态下对应的开关管的栅极信号为GATE1_h、GATE2_h、……、GATE N+2_h时，所述第一NMOS管导通，并根据所述模式选择信号Vin选择第I+1个PMOS管导通，从而在第I种模式下对飞线电容Cfly进行充电；I＝1,2，……，N；
若所述多模式泵电路接收到放电状态下对应的开关管的栅极信号为GATE1_L、GATE2_L、……、GATE N+2_L时，所述第一PMOS管导通，所述第N+2个PMOS管导通，使得所述飞线电容Cfly在第I种模式下放电，并用于对所述输出电容Cout进行充电，从而产生第I种模式下的输出电压。
所述电压域可变电平转换模块由N+1个相同的电压域可变电平转换电路组成，每个电压域可变电平转换电路由四个PMOS管和两个NMOS管组成；
第二NMOS的源端和第三NMOS管的源端分别连接电源VGL，所述第二NMOS管的漏端分别与第五PMOS管的栅端和第六PMOS管的漏端连接，第三NMOS管的漏端分别与第六PMOS管的栅端和第五PMOS管的漏端连接，且所述第三NMOS管的漏端和第五PMOS管的漏端的连接处为输出端GATE_i；第六PMOS管的源端分别与第五PMOS管的源端、第七PMOS管的漏端和第八PMOS管的漏端连接，第七PMOS管的源端与电源VGH连接，第八PMOS管的源端与所述多模式泵电路中飞线电容Cfly的P端连接，且连接点为调节电压点VB；
若多模式泵电路工作在第I种模式下，则：
第i个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第i+1高电平输入信号control i+1_h时，第i个电压域可变电平转换电路的第三NMOS管导通，使得第i个电压域可变电平转换电路的输出端GATE_i+1的输出电压为电源VGL，并将所述电源VGL传递给所述多模式泵电路的第i+1个PMOS管的栅端；
第N+1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到所述第N+2高电平输入信号control N+2_h时，第N+1个电压域可变电平转换电路的第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得第N+1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得第N+1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管导通；从而使得第N+1个电压域可变电平转换电路的输出端GATE_N+2的输出电压为多模式泵电路输出端VGH的电压值，并将多模式泵电路输出端VGH的电压值传递给所述多模式泵电路的第N+2个PMOS管的栅端；
其余N-1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别对应接收到所述高电平输入信号control2_h、control3_h、……、control N+1_h时,其余N-1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管导通和第二NMOS管导通，并使得其余N-1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管导通；从而使得其余N-1个电压域可变电平转换电路的输出端GATE_2、GATE_3、……、GATE_N+1的输出电压为多模式泵电路输出端VGH的电压值，并将多模式泵电路输出端VGH的电压值传递给所述多模式泵电路对应的第二PMOS管、第三PMOS管、……、第N+1个PMOS管的栅端，从而使得所述多模式泵电路处于第I种模式下的充电状态；
第i个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到所述第i+1低电平输入信号control i+1_L，所述第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得所述第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得所述第五PMOS管导通；从而使得所述输出端GATE_i+1的输出电压为调节电压点VB的电压值，并将调节电压点VB的电压值传递给所述多模式泵电路的第i+1个PMOS管栅端，
第N+1电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到所述第N+2低电平输入信号control N+2_L时，所述第三NMOS管导通，使得所述输出端GATE_N+1的输出电压为电源VGL，并将所述电源VGL传递给所述多模式泵电路的第N+2个PMOS管的栅端，
其余N-1电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到所述低电平输入信号control2_L、control3_L、……、control N+1_L时,所述第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，并使得所述第五PMOS管导通；从而使得所述输出端GATE_N的输出电压为电荷泵输出端VB的电压值，并将电压为调节电压点VB的电压值传递给所述多模式泵电路对应的第二PMOS管、第三PMOS管、……、第N+1个PMOS管的栅端，从而使得所述多模式泵电路处于第I种模式下的放电状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的电荷泵可以通过将电路各个状态中的最高电位通过改进的电平转换模块提取出来，用于彻底截止对应状态下应该处于截止状态的MOS管，在电路的放电状态下，避免了由于MOS管不能完全及时截止产生的飞线电容对电源的漏电流，一方面提升了电荷泵电路整体的充放电的效率，另一方面避免了飞线电容对电源产生电流进而产生对电源的损害。
2、本发明的电平转换模块采用时钟控制电平转换结构，根据时钟信号产生的控制信号在不同的时钟产生不同的转换电压，将控制信号转换到相应的电压域，用电路中的最高电位截止PMOS管，从而解决了MOS管不能完全及时截止产生的飞线电容对电源的漏电流，进而提高了充放电效率，并且对电源起到一定的保护作用。
附图说明
图1为本发明高效的多模式电荷泵整体结构图；
图2为本发明一种实施方式的可变电压域电平转换电路原理图；
图3为本发明一种实施方式的多模式泵电路电路图。
具体实施方式
本发明提出的电荷泵，结合附图及实施例详细说明如下
本实施例中，如图1所示，一种高效的多模式电荷泵包括：
时钟电路，时钟信号产生电路；
逻辑控制电路，以模式选择信号和时钟信号为输入，控制电荷泵的工作模式以及为后一级电路产生时钟控制信号；
电平转换电路，将逻辑控制电路产生的模式选择信号和时钟控制信号的摆幅提升至电荷泵电路所需要的电压；
电压域可变电平转换模块：将逻辑控制电路产生的模式选择信号和时钟控制信号的摆幅提升至电荷泵电路所需要的电压，并且可根据时钟信号输出不同电压域；
多模式泵电路：以经过逻辑电路和电平转换电路产生的信号为输入，产生输出电压。
时钟电路接收外部低电平的时钟信号CLK_L后产生第一低电平非交叠时钟信号CLK1_L和第二高电平非交叠时钟信号CLK2_h并传递给逻辑电路；
逻辑电路接收外部的模式选择信号Vin以及第一低电平非交叠时钟信号CLK1_L后产生第一低电平输入信号control1_L并传递给电平转换电路；
逻辑电路根据模式选择信号Vin以及第二高电平非交叠时钟信号CLK2_h产生N+1路高电平控制信号control2_h、control3_h、……、control N+2_h并传递给电压域可变电平转换电路；
电平转换电路根据所接收的第一低电平输入信号control1_L产生多模式泵电路在放电状态下对应开关管的栅极信号GATE1_L；
电压域可变电平转换电路根据所接收的N+1路高电平控制信号control2_h、control3_h、……、control N+2_h产生多模式泵电路在充电状态下对应开关管的栅极信号GATE2_h、GATE3_h、……、GATEN+2_h；
时钟电路接收外部高电平的时钟信号CLK_h后产生第一高电平非交叠时钟信号CLK1_h和第二低电平非交叠时钟信号CLK2_L并传递给逻辑电路；
逻辑电路根据模式选择信号Vin以及第一高电平非交叠时钟信号CLK1_h产生的第一高电平输入信号control1_h并传递给电平转换电路；
逻辑电路根据模式选择信号Vin以及第二低电平非交叠时钟信号CLK2_L产生N+1路低电平控制信号control2_L、control3_L、……、control N+2_L并发送给电压域可变电平转换电路；
电平转换电路根据所接收的第一高电平输入信号control1_h产生多模式泵电路在充电状态下对应开关管的栅极信号GATE1_h；
电压域可变电平转换电路根据所接收的N+1路低电平控制信号control2_L、control3_L、……、control N+2_L产生多模式泵电路在放电状态下对应的开关管的栅极信号GATE2_L、GATE3_L、……、GATEN+2_L；
若多模式泵电路接收到充电状态下对应的开关管的栅极信号GATE1_h、GATE2_h、……、GATE N+2_h，则多模式泵电路内的电源对飞线电容进行充电；
若多模式泵电路接收到放电状态下对应的开关管的栅极信号GATE1_L、GATE2_L、……、GATE N+2_L，则多模式泵电路内的电源停止对飞线电容进行充电，并使飞线电容对输出电容充电后产生输出电压。
具体实施中，多模式泵电路是由飞线电容Cfly、输出电容Cout和N+2个PMOS管以及一个NMOS管组成；如图3所示，本实施例中，N＝2；
第一PMOS管的漏端分别与第一NMOS管的漏端和充电电容Cfly的N端连接，第一NMOS管的源端与电源VSSB连接，第二PMOS管的漏端分别与第三PMOS管的源端、第四PMOS管的漏端、……、第N+1PMOS管的漏端以及充电电容Cfly的P端连接；第一PMOS管的源端与第一电源连接、第二PMOS管的源端与第二电源连接、……、第N+1个PMOS管的源端与第N+1个电源连接，第N+2个PMOS管的漏端与充电电容Cfly的P端连接，第N+2个PMOS管的源端与输出电容Cout的N端连接，且连接点为输出端，输出电容Cout的P端接地；
若多模式泵电路接收到充电状态下对应的开关管的栅极信号为GATE1_h、GATE2_h、……、GATEN+2_h时，第一NMOS管导通，并根据模式选择信号Vin选择第i+1个PMOS管导通，从而在第I种模式下对飞线电容Cfly进行充电；i＝1,2，……，N；
具体实施中，如图3所示，时钟信号为高时，电荷泵处于充电状态，模式选择信号和时钟信号通过逻辑电路以及电平转换电路后与第二PMOS管和第三PMOS管的栅极连接。时钟信号为高电平时，第一NMOS管导通，第二PMOS管导通，形成对Cfly电容进行充电的充电电路。
若多模式泵电路接收到放电状态下对应的开关管的栅极信号为GATE1_L、GATE2_L、……、GATE N+2_L时，第一PMOS管导通，第N+2个PMOS管导通，使得飞线电容Cfly在第I种模式下放电，并用于对输出电容Cout进行充电，从而产生第I种模式下的输出电压。
具体实施中，如图3所示，时钟信号为低时，电荷泵处于放电状态，此时，第一PMOS管导通，第四PMOS管导通，形成Cfly电容的放电电路。由于电容两端的电压无法突变的原理，此时的Cfly电容经过充电过程后具有两端电压值为AVDD的压差，当Cfly电容的N端在放电电路中与电源AVDD连接时，Cfly电容的P端的电位会上升到AVDD+AVDD。此时，通过Cfly电容对Cout电容进行充电，使Cout电容的N端产生AVDD+AVDD的电压进行输出。
具体实施中，如图2所示，电压域可变电平转换模块由N+1个相同的电压域可变电平转换电路组成，每个电压域可变电平转换电路由四个PMOS管和两个NMOS管组成；
第二NMOS的源端和第三NMOS管的源端分别连接电源VGL，第二NMOS管的漏端分别与第五PMOS管的栅端和第六PMOS管的漏端连接，第三NMOS管的漏端分别与第六PMOS管的栅端和第五PMOS管的漏端连接，且第三NMOS管的漏端和第五PMOS管的漏端的连接处为输出端GATE_i；第六PMOS管的源端分别与第五PMOS管的源端、第七PMOS管的漏端和第八PMOS管的漏端连接，第七PMOS管的源端与电源VGH连接，第八PMOS管的源端与多模式泵电路中飞线电容Cfly的P端连接，且连接点为调节电压点VB；
若多模式泵电路工作在第I种模式下，则：
第i个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第i+1高电平输入信号control i+1_h时，第i个电压域可变电平转换电路的第三NMOS管导通，使得第i个电压域可变电平转换电路的输出端GATE_i+1的输出电压为电源VGL，并将电源VGL传递给多模式泵电路的第i+1个PMOS管的栅端；
第N+1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第N+2高电平输入信号control N+2_h时，第N+1个电压域可变电平转换电路的第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得第N+1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得第N+1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管导通；从而使得第N+1个电压域可变电平转换电路的输出端GATE_N+2的输出电压为多模式泵电路输出端VGH的电压值，并将多模式泵电路输出端VGH的电压值传递给多模式泵电路的第N+2个PMOS管的栅端；
其余N-1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别对应接收到高电平输入信号control2_h、control3_h、……、control N+1_h时,其余N-1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管导通和第二NMOS管导通，并使得其余N-1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管导通；从而使得其余N-1个电压域可变电平转换电路的输出端GATE_2、GATE_3、……、GATE_N+1的输出电压为多模式泵电路输出端VGH的电压值，并将多模式泵电路输出端VGH的电压值传递给多模式泵电路对应的第二PMOS管、第三PMOS管、……、第N+1个PMOS管的栅端，从而使得多模式泵电路处于第I种模式下的充电状态；
具体的实例中，若第一电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第二高电平输入信号control2_h时，第三NMOS管导通，使得输出端GATE2的输出电压为电源VGL，并将电源VGL传递给多模式泵电路的第二PMOS管的栅端，
若第二电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第三高电平输入信号control3_h时，第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得第五PMOS管导通；从而使得输出端GATE3的输出电压为电荷泵输出端VGH的电压值，并将电荷泵输出端VGH的电压值传递给多模式泵电路的第三PMOS管栅端；
若第三电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第四高电平输入信号control4_h时，第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得第五PMOS管导通；从而使得输出端GATE4的输出电压为电荷泵输出端VGH的电压值，并将电荷泵输出端VGH的电压值传递给多模式泵电路的第四PMOS管栅端，使得多模式泵电路处于2AVDD模式下的充电状态；
第i个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第i+1低电平输入信号control i+1_L，第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得第五PMOS管导通；从而使得输出端GATE_i+1的输出电压为调节电压点VB的电压值，并将调节电压点VB的电压值传递给多模式泵电路的第i+1个PMOS管栅端；
第N+1电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第N+2低电平输入信号control N+2_L时，第三NMOS管导通，使得输出端GATE_N+1的输出电压为电源VGL，并将电源VGL传递给多模式泵电路的第N+2个PMOS管的栅端；
其余N-1电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到低电平输入信号control2_L、control3_L、……、control N+1_L时,第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，并使得第五PMOS管导通；从而使得输出端GATEN的输出电压为电荷泵输出端VB的电压值，并将电压为调节电压点VB的电压值传递给多模式泵电路对应的第二PMOS管、第三PMOS管、……、第N+1个PMOS管的栅端，从而使得多模式泵电路处于第I种模式下的放电状态。
具体的实例中，若第一电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第二低电平输入信号control2_L，第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得第五PMOS管导通；从而使得输出端GATE2的输出电压为调节电压点VB的电压值，并将调节电压点VB的电压值传递给多模式泵电路的第二PMOS管栅端；
若第二电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第三低电平输入信号control3_L时，第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得第五PMOS管导通；从而使得输出端GATE3的输出电压为调节电压点VB的电压值，并将调节电压点VB的电压值传递给多模式泵电路的第二PMOS管栅端；
若第三电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第四低电平输入信号control4_L时，第三NMOS管导通，使得输出端GATE4的输出电压为电源VGL，并将电源VGL传递给多模式泵电路的第四PMOS管的栅端，使得多模式泵电路处于2AVDD模式下的放电状态。
Claims (3)
1.一种高效的多模式电荷泵，其特征包括：时钟电路、逻辑电路、电平转换电路、电压域可变电平转换模块、多模式泵电路；
所述时钟电路接收外部低电平的时钟信号CLK_L后产生第一低电平非交叠时钟信号CLK1_L和第二高电平非交叠时钟信号CLK2_h并传递给所述逻辑电路；
所述逻辑电路接收外部的模式选择信号Vin以及所述第一低电平非交叠时钟信号CLK1_L后产生第一低电平输入信号control1_L并传递给所述电平转换电路；
所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第二高电平非交叠时钟信号CLK2_h产生N+1路高电平控制信号control2_h、control3_h、……、controlN+2_h并传递给所述电压域可变电平转换电路；
所述电平转换电路根据所接收的第一低电平输入信号control1_L产生所述多模式泵电路在放电状态下对应开关管的栅极信号GATE1_L；
所述电压域可变电平转换电路根据所接收的N+1路高电平控制信号control2_h、control3_h、……、controlN+2_h产生所述多模式泵电路在充电状态下对应开关管的栅极信号GATE2_h、GATE3_h、……、GATEN+2_h；
所述时钟电路接收外部高电平的时钟信号CLK_h后产生第一高电平非交叠时钟信号CLK1_h和第二低电平非交叠时钟信号CLK2_L并传递给所述逻辑电路；
所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第一高电平非交叠时钟信号CLK1_h产生的第一高电平输入信号control1_h并传递给所述电平转换电路；
所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第二低电平非交叠时钟信号CLK2_L产生N+1路低电平控制信号control2_L、control3_L、……、controlN+2_L并发送给所述电压域可变电平转换电路；
所述电平转换电路根据所接收的第一高电平输入信号control1_h产生所述多模式泵电路在充电状态下对应开关管的栅极信号GATE1_h；
所述电压域可变电平转换电路根据所接收的N+1路低电平控制信号control2_L、control3_L、……、controlN+2_L产生所述多模式泵电路在放电状态下对应的开关管的栅极信号GATE2_L、GATE3_L、……、GATE N+2_L；
若所述多模式泵电路接收到充电状态下对应的开关管的栅极信号GATE1_h、GATE2_h、……、GATE N+2_h，则所述多模式泵电路内的电源对飞线电容进行充电；
若所述多模式泵电路接收到放电状态下对应的开关管的栅极信号GATE1_L、GATE2_L、……、GATE N+2_L，则所述多模式泵电路内的电源停止对飞线电容进行充电，并使飞线电容对输出电容充电后产生输出电压。
2.根据权利要求1所述的多模式电荷泵，其特征在于：所述多模式泵电路是由飞线电容Cfly、输出电容Cout和N+2个PMOS管以及一个NMOS管组成；
第一PMOS管的漏端分别与第一NMOS管的漏端和充电电容Cfly的N端连接，所述第一NMOS管的源端与电源VSSB连接，第二PMOS管的漏端分别与第三PMOS管的源端、第四PMOS管的漏端、……、第N+1PMOS管的漏端以及充电电容Cfly的P端连接；所述第一PMOS管的源端与第一电源连接、所述第二PMOS管的源端与第二电源连接、……、第N+1个PMOS管的源端与第N+1个电源连接，第N+2个PMOS管的漏端与充电电容Cfly的P端连接，所述第N+2个PMOS管的源端与输出电容Cout的N端连接，且连接点为输出端，输出电容Cout的P端接地；
若所述多模式泵电路接收到充电状态下对应的开关管的栅极信号为GATE1_h、GATE2_h、……、GATE N+2_h时，所述第一NMOS管导通，并根据所述模式选择信号Vin选择第I+1个PMOS管导通，从而在第I种模式下对飞线电容Cfly进行充电；I＝1,2，……，N；
若所述多模式泵电路接收到放电状态下对应的开关管的栅极信号为GATE1_L、GATE2_L、……、GATE N+2_L时，所述第一PMOS管导通，所述第N+2个PMOS管导通，使得所述飞线电容Cfly在第I种模式下放电，并用于对所述输出电容Cout进行充电，从而产生第I种模式下的输出电压。
3.根据权利要求2所述的多模式电荷泵，其特征在于，所述电压域可变电平转换模块由N+1个相同的电压域可变电平转换电路组成，每个电压域可变电平转换电路由四个PMOS管和两个NMOS管组成；
第二NMOS的源端和第三NMOS管的源端分别连接电源VGL，所述第二NMOS管的漏端分别与第五PMOS管的栅端和第六PMOS管的漏端连接，第三NMOS管的漏端分别与第六PMOS管的栅端和第五PMOS管的漏端连接，且所述第三NMOS管的漏端和第五PMOS管的漏端的连接处为输出端GATE_i；第六PMOS管的源端分别与第五PMOS管的源端、第七PMOS管的漏端和第八PMOS管的漏端连接，第七PMOS管的源端与电源VGH连接，第八PMOS管的源端与所述多模式泵电路中飞线电容Cfly的P端连接，且连接点为调节电压点VB；
若多模式泵电路工作在第I种模式下，则：
第i个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到第i+1高电平输入信号control i+1_h时，第i个电压域可变电平转换电路的第三NMOS管导通，使得第i个电压域可变电平转换电路的输出端GATE i+1的输出电压为电源VGL，并将所述电源VGL传递给所述多模式泵电路的第i+1个PMOS管的栅端；
第N+1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到所述第N+2高电平输入信号controlN+2_h时，第N+1个电压域可变电平转换电路的第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得第N+1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得第N+1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管导通；从而使得第N+1个电压域可变电平转换电路的输出端GATE N+2的输出电压为多模式泵电路输出端VGH的电压值，并将多模式泵电路输出端VGH的电压值传递给所述多模式泵电路的第N+2个PMOS管的栅端；
其余N-1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别对应接收到所述高电平输入信号control2_h、control3_h、……、control N+1_h时,其余N-1个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管导通和第二NMOS管导通，并使得其余N-1个电压域可变电平转换电路的第五PMOS管导通；从而使得其余N-1个电压域可变电平转换电路的输出端GATE_2、GATE_3、……、GATE_N+1的输出电压为多模式泵电路输出端VGH的电压值，并将多模式泵电路输出端VGH的电压值传递给所述多模式泵电路对应的第二PMOS管、第三PMOS管、……、第N+1个PMOS管的栅端，从而使得所述多模式泵电路处于第I种模式下的充电状态；
第i个电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到所述第i+1低电平输入信号control i+1_L，所述第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，使得所述第五PMOS管的栅端电压为电源VGL，并使得所述第五PMOS管导通；从而使得所述输出端GATE_i+1的输出电压为调节电压点VB的电压值，并将调节电压点VB的电压值传递给所述多模式泵电路的第i+1个PMOS管栅端，
第N+1电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到所述第N+2低电平输入信号controlN+2_L时，所述第三NMOS管导通，使得所述输出端GATE_N+1的输出电压为电源VGL，并将所述电源VGL传递给所述多模式泵电路的第N+2个PMOS管的栅端，
其余N-1电压域可变电平转换电路的第七PMOS管的栅端与第八PMOS管的栅端分别接收到所述低电平输入信号control2_L、control3_L、……、controlN+1_L时,所述第八PMOS管导通和第二NMOS管导通，并使得所述第五PMOS管导通；从而使得所述输出端GATE_N的输出电压为电荷泵输出端VB的电压值，并将电压为调节电压点VB的电压值传递给所述多模式泵电路对应的第二PMOS管、第三PMOS管、……、第N+1个PMOS管的栅端，从而使得所述多模式泵电路处于第I种模式下的放电状态。
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