TW201707365A - 用於射頻系統之充電泵之裝置及方法 - Google Patents

用於射頻系統之充電泵之裝置及方法 Download PDF

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勞伯特 麥克 費雪
克蒂斯 李 梅伯瑞
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
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    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps

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Abstract

本文揭示用於充電泵之裝置及方法。在某些組態中，一充電泵包含：一模式控制電路；一時脈產生電路，其產生一時脈信號；兩個或更多個切換式電容器；及一電容器充電電路，其用來回應於該時脈信號之轉變而對該等切換式電容器充電。該模式控制電路可用來依與不同時脈信號振盪頻率及該電容器充電電路之不同電源供應電壓相關聯之複數個模式之一者操作該充電泵。例如，在某些組態中，該選定模式可控制時脈信號之一振盪頻率及由該電容器充電電路在對該等切換式電容器充電時所使用之一電源供應電壓之一電壓位準。

Description

用於射頻系統之充電泵之裝置及方法
本發明之實施例係關於電子系統，且特定言之係關於用於射頻系統之充電泵。
充電泵可包含於各種電子系統中。例如，可使用一高電源供應電壓及一低電源供應電壓對一積體電路(IC)供電，且IC可包含用於產生高於IC之高電源供應電壓及/或低於IC之低電源供應電壓之一充電泵輸出電壓之一或多個充電泵。
在一項實例中，一無線器件可包含部分使用由一充電泵產生之一充電泵電壓控制之RF切換器。例如，一充電泵可用來產生用於在一或多個n型金氧半導體(NMOS)切換器電晶體依一關斷狀態操作時加偏壓於該(等)NMOS切換器電晶體之閘極電壓之一負充電泵電壓。將一NMOS切換器電晶體之閘極電壓控制至低於一低電源供應電壓之一電壓可增大關斷狀態阻抗，其可在多頻帶應用中增強隔離及/或改良諧波效能。
需要改良型充電泵。
在某些實施例中，本發明係關於一種充電泵。該充電泵包含：一模式控制電路，其經組態以依選自複數個模式之一選定模式操作該 充電泵；一時脈產生電路，其經組態以產生具有基於該選定模式之一振盪頻率之一充電泵時脈信號；兩個或更多個切換式電容器；及一電容器充電電路。該電容器充電電路經組態以基於該電容器充電電路之一電源供應電壓及該充電泵時脈信號之時序對該兩個或更多個切換式電容器充電，且該電源供應電壓具有基於該選定模式之一電壓位準。
在一些實施例中，該充電泵進一步包含一充電泵濾波器，該充電泵濾波器經組態以對該充電泵之一充電泵輸出電壓進行濾波。該充電泵濾波器具有基於該選定模式之一濾波特性。在各項實施例中，該濾波特性包含該充電泵濾波器之一電阻。
根據數項實施例，該電容器充電電路包含複數個電源供應選擇切換器，該等切換器經組態以基於該選定模式從兩個或更多個高電源供應電壓選取該電容器充電電路之電源供應電壓。
在各項實施例中，該時脈產生電路包含：一第一時脈產生器，其經組態以產生一第一時脈信號；一第二時脈產生器，其經組態以產生具有慢於該第一時脈信號之一振盪頻率之一第二時脈信號；及一時脈選擇電路，其經組態以基於包含該第一時脈信號及該第二時脈信號之複數個時脈信號當中之選擇產生該充電泵時脈信號。
在若干實施例中，該兩個或更多個切換式電容器包含一第一切換式電容器及一第二切換式電容器。此外，該電容器充電電路經組態以在該充電泵時脈信號之一第一相位期間用該電源供應電壓對該第一切換式電容器之一第一端充電，且在該充電泵時脈信號之一第二相位期間用該電源供應電壓對該第二切換式電容器之一第一端充電。
在一些實施例中，該充電泵進一步包含：一第一充電泵切換器，其經組態以在該第一相位期間將該第一切換式電容器之一第二端電連接至一低電源供應電壓；一第二充電泵切換器，其經組態以在該第二相位期間將該第一切換式電容器之第二端電連接至一充電泵輸 出；一第三充電泵切換器，其經組態以在該第二相位期間將該第二切換式電容器之一第二端電連接至該低電源供應電壓；及一第四充電泵切換器，其經組態以在該第一相位期間將該第二切換式電容器之第二端電連接至該充電泵輸出。根據某些實施例，該電容器充電電路進一步經組態以在該第二相位期間將該第一切換式電容器之第一端電連接至該低電源供應電壓，且在該第一相位期間將該第二切換式電容器之第一端電連接至該低電源供應電壓。
在數項實施例中，該兩個或更多個模式包含至少三個模式。
在某些實施例中，本發明係關於一種產生一充電泵輸出電壓之方法。該方法包含使用一模式控制電路選擇一充電泵之一操作模式，該選定模式選自複數個模式。該方法進一步包含基於該選定模式，使用一時脈產生電路控制一充電泵時脈信號之一頻率。該方法進一步包含使用一電容器充電電路對兩個或更多個切換式電容器充電，該充電基於該電容器充電電路之一電源供應電壓及該充電泵時脈信號之時序。該方法進一步包含基於該選定模式，控制該電容器充電電路之電源供應電壓之一電壓位準。
在一些實施例中，該方法進一步包含基於該選定模式，控制一充電泵濾波器之一電阻。
在各項實施例中，該方法進一步包含產生具有不同頻率之複數個時脈信號，及在該複數個時脈信號當中進行選擇以產生該充電泵時脈信號。
在若干實施例中，控制該電源供應電壓之電壓位準包含基於該選定模式，從兩個或更多個高電源供應電壓選擇該電源供應電壓。
在某些實施例中，本發明係關於一種射頻系統。該射頻系統包含：一功率放大器，其經組態以產生一經放大之射頻信號；一切換器，其包含經組態以接收該經放大之射頻信號之一輸入；一切換器控 制器，其經組態以接收一充電泵輸出電壓且控制該切換器之一狀態；及一充電泵，其經組態以產生該充電泵輸出電壓。該充電泵包含：一模式控制電路，其經組態以依選自複數個模式之一選定模式操作該充電泵；一時脈產生電路，其經組態以產生具有基於該選定模式之一振盪頻率之一充電泵時脈信號；兩個或更多個切換式電容器；及一電容器充電電路。該電容器充電電路經組態以基於該電容器充電電路之一電源供應電壓及該充電泵時脈信號之時序對該兩個或更多個切換式電容器充電，且該電源供應電壓具有基於該選定模式之一電壓位準。
在一些實施例中，該充電泵進一步包含一充電泵濾波器，該充電泵濾波器經組態以對該充電泵輸出電壓進行濾波，且該充電泵濾波器具有基於該選定模式之一濾波特性。
在各項實施例中，該濾波特性包含該充電泵濾波器之一濾波電阻。
在若干實施例中，該電容器充電電路包含複數個電源供應選擇切換器，該等電源供應選擇切換器經組態以基於該選定模式從兩個或更多個高電源供應電壓選取該電容器充電電路之電源供應電壓。
在數項實施例中，該時脈產生電路包含：一第一時脈產生器，其經組態以產生一第一時脈信號；一第二時脈產生器，其經組態以產生具有慢於該第一時脈信號之一振盪頻率之一第二時脈信號；及一時脈選擇電路，其經組態以基於包含該第一時脈信號及該第二時脈信號之複數個時脈信號當中之選擇產生該充電泵時脈信號。
在一些實施例中，該兩個或更多個模式包含至少三個模式。
在各項實施例中，該兩個或更多個切換式電容器包含一第一切換式電容器及一第二切換式電容器。此外，該電容器充電電路經組態以在該充電泵時脈信號之一第一相位期間用該電源供應電壓對該第一切換式電容器之一第一端充電，且在該充電泵時脈信號之一第二相位 期間用該電源供應電壓對該第二切換式電容器之一第一端充電。
5a‧‧‧第一接腳
5b‧‧‧第二接腳
10‧‧‧積體電路(IC)
11‧‧‧無線器件
12‧‧‧切換器
13‧‧‧收發器
14‧‧‧天線
15‧‧‧傳輸路徑
16‧‧‧接收路徑
17‧‧‧功率放大器
18‧‧‧控制組件
19‧‧‧電腦可讀媒體
20‧‧‧處理器
21‧‧‧電池
22‧‧‧充電泵
23‧‧‧切換器控制器
24‧‧‧方向耦合器
26‧‧‧射頻(RF)系統
30‧‧‧功率放大器偏壓電路
32‧‧‧功率放大器
33‧‧‧收發器
34‧‧‧基頻帶處理器/基頻帶信號處理器
37‧‧‧I/O調變器
38‧‧‧混合器
39‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
70‧‧‧充電泵
80‧‧‧充電泵
81‧‧‧模式控制電路
82‧‧‧電容器充電電路
83‧‧‧時脈產生電路
84‧‧‧充電泵切換器
87‧‧‧切換式電容器
88‧‧‧充電泵濾波器
100‧‧‧充電泵
101‧‧‧模式控制電路
102‧‧‧電容器充電電路
103‧‧‧時脈產生電路
104‧‧‧充電泵切換器
105‧‧‧快速時脈產生電路
106‧‧‧緩慢時脈產生電路
107‧‧‧時脈選擇電路
108‧‧‧充電泵濾波器
111‧‧‧第一切換式/飛馳電容器
112‧‧‧第二切換式電容器
121‧‧‧第一切換器
122‧‧‧第二切換器
123‧‧‧第三切換器
124‧‧‧第四切換器
131‧‧‧濾波器電容器
132‧‧‧濾波器電阻器
133‧‧‧電阻器旁通切換器
150‧‧‧充電泵
152‧‧‧電容器充電電路
153‧‧‧時脈產生電路
157‧‧‧第一時脈選擇切換器
158‧‧‧第二時脈選擇切換器
159‧‧‧反相器
161‧‧‧第一緩衝器
162‧‧‧第二緩衝器
171‧‧‧第一電源供應選擇切換器
172‧‧‧第二電源供應選擇切換器
173‧‧‧第三電源供應選擇切換器
174‧‧‧第四電源供應選擇切換器
300‧‧‧封裝式模組
301‧‧‧積體電路(IC)/晶粒
303‧‧‧表面安裝組件
304‧‧‧襯墊
306‧‧‧襯墊
308‧‧‧接線
320‧‧‧封裝基板
332‧‧‧接觸襯墊
333‧‧‧連接
340‧‧‧囊封結構/覆模
CLK‧‧‧非反相時脈信號
CLK_B‧‧‧反相時脈信號
ENABLE‧‧‧啟用信號
f1‧‧‧第一頻率
f2‧‧‧第二頻率
f3‧‧‧第三頻率
I‧‧‧信號
MODE‧‧‧非反相模式選擇信號
MODE_B‧‧‧反相模式選擇信號
Q‧‧‧信號
V1‧‧‧第一/低電源供應電壓
V2‧‧‧第二/高電源供應電壓
VCP‧‧‧充電泵輸出電壓端子
VDD1‧‧‧第一高電源供應電壓
VDD2‧‧‧第二高電源供應電壓
VDD3‧‧‧第三高電源供應電壓
VSS‧‧‧低電源供應電壓
圖1為可包含一或多個充電泵之一積體電路(IC)之一項實例之一示意圖。
圖2為可包含一或多個充電泵之一例示性無線器件之一示意方塊圖。
圖3為可包含一或多個充電泵之一射頻系統之一項實例之一示意方塊圖。
圖4A為一充電泵之一項實施例之一電路圖。
圖4B為一充電泵之另一實施例之一電路圖。
圖5為一充電泵之另一實施例之一電路圖。
圖6為一充電泵之另一實施例之一電路圖。
圖7A為一封裝式模組之一項實施例之一示意圖。
圖7B為沿線7B-7B截取之圖7A之封裝式模組之一截面之一示意圖。
本文中所提供之標題(若有)僅為了方便起見而提供且不一定影響本發明之範疇或意義。
一充電泵之安定時間可為一重要考量。例如，在射頻(RF)應用中，具有一緩慢安定時間之一充電泵可諸如因在一功率放大器之一RF輸出信號中產生諧波而干擾系統級時序規格及/或降低RF效能。此外，一充電泵之輸出電壓中之輸出漣波之一量亦可為一重要考量。例如，在一前端模組(FEM)應用中，與輸出漣波相關聯之一頻率刺激(frequency spur)可與一RF信號混合而產生頻帶外發射及/或寄生雜訊。
一充電泵可非期望地遭受安定時間與輸出漣波之間的一取捨。 在一項實例中，用於充電泵之切換式電容器電路之一飛馳電容器之一大小相對於用於充電泵之濾波器之一濾波器電容器之一大小之一比率可提供安定時間與輸出漣波之間的一取捨。在另一實例中，包含與一濾波器電容器串聯之一電阻器可提供更小輸出漣波，但亦可降低充電泵之安定時間。
儘管一特定充電泵實施方案可實現安定時間與輸出漣波之間的某個取捨，但此等效能取捨可能不理想，此係因為改良一種效能規格係以降低另一效能規格為代價。
本文中提供用於充電泵之裝置及方法。在某些組態中，一種充電泵包含：一模式控制電路；一時脈產生電路，其產生一時脈信號；兩個或更多個切換式電容器；及一電容器充電電路，其用來回應於時脈信號之轉變而對切換式電容器充電。模式控制電路可用來依與不同時脈信號振盪頻率及電容器充電電路之不同電源供應電壓相關聯之複數個模式之一者操作充電泵。例如，在某些組態中，選定模式控制時脈信號之一振盪頻率及由電容器充電電路在對切換式電容器充電時所使用之一電源供應電壓之一電壓位準。
組態充電泵以依不同頻率及不同電源供應電壓選擇性地操作允許使用小於使用一固定頻率及固定電源供應電壓之一組態之電容器實施充電泵。因此，充電泵可實現一緊湊區域，同時提供可經設定以滿足與其中使用充電泵之一特定應用相關聯之安定時間及/或輸出漣波規格之一可調整模式。
據此，充電泵可用來減輕或避免通常在充電泵設計中所遭遇之輸出漣波與安定時間之間的一取捨。此外，充電泵可提供小於某些固定頻率及/或固定電壓充電泵組態之穩態靜態電流。
可包含一或多個充電泵之電子系統之概述
圖1為可包含一或多個充電泵之一積體電路(IC)10之一項實例之 一示意圖。所繪示之IC 10包含接收一第一或低電源供應電壓V1之一第一接腳5a及接收一第二或高電源供應電壓V2之一第二接腳5b。此外，所繪示之IC 10進一步包含切換器12、一充電泵22及一切換器控制器23。儘管為了圖式清楚起見在圖1中未繪示，但IC 10通常包含額外接腳及電路。
充電泵22可用來產生低於低電源供應電壓V1或高於高電源供應電壓V2之一充電泵輸出電壓。切換器控制器23接收可部分用來控制切換器12之充電泵電壓。所繪示之IC 10可表示一前端模組(FEM)、一天線切換器模組(ASM)或其他電子電路。
在一項實施例中，使用一絕緣體上矽(SOI)製程製造IC 10，且切換器12包含SOI電晶體。
在某些組態中，充電泵22產生小於低電源供應電壓V1之一電壓。例如，一充電泵輸出電壓可用來在一或多個n型金氧半導體(NMOS)切換器電晶體依一關斷狀態操作時加偏壓於該(等)NMOS切換器電晶體之閘極電壓。將一NMOS切換器電晶體之閘極電壓控制至低於一低電源供應電壓之一電壓可增大關斷狀態阻抗，其可在多頻帶應用中增強隔離。然而，其他組態可行，諸如其中充電泵22產生大於高電源供應電壓V2之一電壓之組態。
圖2為可包含一或多個充電泵之一例示性無線器件之一示意方塊圖。
圖2中所描繪之例示性無線器件11可表示一多頻帶及/或多模式器件，諸如一多頻帶及/或多模式行動電話。在所繪示之組態中，無線器件11包含切換器12、一收發器13、一天線14、功率放大器17、一控制組件18、一電腦可讀媒體19、一處理器20、一電池21、一充電泵22及一切換器控制器23。
收發器13可產生經由天線14進行傳輸之RF信號。此外，收發器 13可從天線14接收傳入的RF信號。
應瞭解，可藉由在圖2中共同地表示為收發器13之一或多個組件實現與RF信號之傳輸及接收相關聯之各種功能。例如，單個組件可經組態以提供傳輸功能及接收功能兩者。在另一實例中，可由單獨組件提供傳輸功能及接收功能。
類似地，應瞭解，可藉由在圖2中共同地表示為天線14之一或多個組件實現與RF信號之傳輸及接收相關聯之各種天線功能。例如，單個天線可經組態以提供傳輸功能及接收功能兩者。在另一實例中，可由單獨天線提供傳輸功能及接收功能。在又一實例中，可對不同天線提供與無線器件11相關聯之不同頻帶。
在圖2中，來自收發器13之一或多個輸出信號被描繪為經由一或多個傳輸路徑15提供至天線14。在所展示之實例中，不同傳輸路徑15可表示與不同頻率及/或不同功率輸出相關聯之輸出路徑。例如，所展示之兩個例示性功率放大器17可表示與不同功率輸出組態(例如，低功率輸出及高功率輸出)相關聯之放大及/或與不同頻帶相關聯之放大。儘管圖2繪示使用兩個傳輸路徑15之一組態，但無線器件11可經調適以包含更多或更少傳輸路徑15。
功率放大器17可用來放大各種RF信號，包含例如全球行動系統(GSM)信號、分碼多工存取(CDMA)信號、W-CDMA信號、無線區域網路(WLAN)信號、長期演進(LTE)信號及/或EDGE信號。
在圖2中，來自天線14之一或多個經偵測信號被描繪為經由一或多個接收路徑16提供至收發器13。在所展示之實例中，不同接收路徑16可表示與不同頻帶相關聯之路徑。儘管圖2繪示使用四個接收路徑16之一組態，但無線器件11可經調適以包含更多或更少接收路徑16。
為了促進接收路徑與傳輸路徑之間的切換，切換器12可經組態以將天線14電連接至一選定傳輸或接收路徑。因此，切換器12可提供 與無線器件11之一操作相關聯之數個切換功能。在某些組態中，切換器12可包含提供與例如不同頻帶之間的切換、不同功率模式之間的切換、傳輸模式與接收模式之間的切換或其某個組合相關聯之功能之數個切換器。切換器12亦可提供額外功能，包含信號之濾波及/或雙工。
充電泵22可用來產生可在無線器件11中用於各種目的之一充電泵電壓。例如，在某些組態中，由充電泵22產生之充電泵電壓可提供至切換器控制器23且部分用來加偏壓於切換器12。
圖2展示在某些組態中，一控制組件18可經提供用於控制與切換器12、功率放大器17、充電泵22、切換器控制器23及/或其他操作組件之操作相關聯之各種控制功能。在某些組態中，控制組件18產生提供至充電泵22之一模式選擇信號。在此等組態中，控制組件18可隨時間控制充電泵22之一選定操作模式以實現無線器件11之所期望操作。
然而，其他組態可行，諸如其中基於儲存於無線器件11之一記憶體中之資料判定充電泵22之選定操作模式之實施方案。例如，在某些組態中，記憶體可為一揮發性記憶體，其在通電或接通期間經程式化以包含對應於充電泵22之選定操作模式之資料及/或在操作期間運用資料程式化。在其他組態中，記憶體可為一非揮發性記憶體，包含例如一快閃記憶體、一唯讀記憶體(ROM)及/或使用熔絲及/或反熔絲實施之一記憶體，且可在製造期間運用資料程式化非揮發性記憶體。在此一組態中，充電泵22可藉由運用適於一特定應用之某種充電泵模式程式化記憶體而用於各種不同應用。
在某些組態中，一處理器20可經組態以促進本文中所述之各種程序之實施。處理器20可使用電腦程式指令來操作。此等電腦程式指令可提供至處理器20。
在某些組態中，此等電腦程式指令亦可儲存於可引導處理器20 或其他可程式化資料處理裝置依一特定方式操作之一電腦可讀媒體19中。
電池21可為用於無線器件11之任何合適電池，包含例如一鋰離子電池。
圖3為可包含一或多個充電泵之一射頻(RF)系統26之一項實例之一示意方塊圖。所繪示之RF系統26包含切換器12、天線14、充電泵22、切換器控制器23、一方向耦合器24、一功率放大器偏壓電路30、一功率放大器32及一收發器33。所繪示之收發器33包含一基頻處理器34、一I/O調變器37、一混合器38及一類比轉數位轉換器(ADC)39。儘管為了清楚起見在圖3中未繪示，但收發器33可包含與透過一或多個接收路徑接收信號相關聯之電路。
基頻信號處理器34可用來產生一I信號及一Q信號，其等可用來表示一所期望振幅、頻率及相位之一正弦波或信號。例如，I信號可用來表示正弦波之一同相分量且Q信號可用來表示正弦波之一正交分量，其可為正弦波之一等效表示。在某些實施方案中，I信號及Q信號可依一數位格式提供至I/O調變器37。基頻處理器34可為經組態以處理一基頻信號之任何合適處理器。例如，基頻處理器34可包含一數位信號處理器、一微處理器、一可程式化核心或其任何組合。此外，在一些實施方案中，兩個或更多個基頻處理器34可包含於RF系統26中。
I/O調變器37可經組態以從基頻處理器34接收I信號及Q信號且處理I信號及Q信號以產生一RF信號。例如，I/O調變器37可包含經組態以將I信號及Q信號轉換成一類比格式之DAC、用於將I信號及Q信號升頻轉換至射頻之混合器及用於將經升頻轉換之I信號及Q信號組合成適於藉由功率放大器32放大之一RF信號之一信號組合器。在某些實施方案中，I/O調變器37可包含經組態以對其中所處理之信號之頻率 內容進行濾波之一或多個濾波器。
功率放大器偏壓電路30可從基頻處理器34接收一啟用信號ENABLE，且可使用啟用信號ENABLE來產生用於功率放大器32之一或多個偏壓信號。功率放大器32可從收發器33之I/O調變器37接收RF信號，且可透過切換器12將一經放大之RF信號提供至天線14。
方向耦合器24可定位於功率放大器32之輸出與切換器12之輸入之間，藉此允許不包含切換器12之插入損耗之功率放大器32之一輸出功率量測。來自方向耦合器24之經感測輸出信號可提供至混合器38，混合器38可將經感測之輸出信號乘以一受控制頻率之一參考信號以便使經感測之輸出信號之頻率內容下頻移以產生一經下頻移之信號。經下頻移之信號可提供至ADC 39，ADC 39可將經下頻移之信號轉換至適於由基頻處理器34處理之一數位格式。
藉由在功率放大器32之輸出與基頻處理器34之間包含一回饋路徑，基頻處理器34可經組態以動態地調整I信號及Q信號以最佳化RF系統26之操作。例如，依此方式組態RF系統26可協助控制功率放大器32之功率附加效率(PAE)及/或線性度。
在所繪示之組態中，充電泵22將一充電泵輸出電壓提供至切換器控制器23。在某些組態中，充電泵輸出電壓由切換器控制器23用來加偏壓於切換器12之切換器電晶體之閘極電壓。例如，充電泵輸出電壓可用來在一或多個NMOS切換器電晶體依一關斷狀態操作時加偏壓於該(等)NMOS切換器電晶體之閘極電壓。然而，其他組態可行。
充電泵電路之實例之概述
本文中揭示用於充電泵之裝置及方法。在某些組態中，一種充電泵包含：一模式控制電路；一時脈產生電路，其產生一時脈信號；兩個或更多個切換式電容器；及一電容器充電電路，其用來基於時脈信號之時序對切換式電容器充電。模式控制電路可用來依與不同時脈 信號振盪頻率及電容器充電電路之不同電源供應電壓相關聯之複數種模式之一者操作充電泵。例如，在某些組態中，選定模式可控制時脈信號之一振盪頻率及由電容器充電電路在對切換式電容器充電時所使用之一電源供應電壓之一電壓位準。
據此，充電泵可依與不同時脈信號振盪頻率及電容器充電電路之不同電源供應電壓相關聯之多種模式之一者操作。藉由依此方式組態充電泵，充電泵可依提供安定時間與輸出漣波之間的一所期望取捨之一模式操作。
例如，本文中之教示可用來提供輸出漣波與安定時間之間的一數位可組態取捨。例如，在具有相對較嚴格輸出漣波規格之應用中，充電泵依與小輸出漣波及較長安定時間相關聯之一緩慢振盪頻率/低電源供應電壓模式操作。然而，在期望一較快速安定時間時，充電泵可依一快速振盪頻率/高電源供應電壓模式操作以以一輸出漣波增大為代價使安定時間加速。
在其中期望對輸出漣波與安定時間之間的取捨之一精細程度控制之組態中，充電泵可經實施以使用與不同時脈頻率及電源供應電壓相關聯之三種或更多種模式操作。藉由選擇與一適當時脈頻率相關聯之一模式，可實現一特定應用之輸出漣波與安定時間之間的一所期望取捨。在某些組態中，可基於充電泵模式進一步控制充電泵濾波器之一濾波器電阻。
藉由提供可依此方式控制之一充電泵，充電泵可用於與不同輸出漣波及/或安定時間規格相關聯之各種應用。例如，包含充電泵之一積體電路可具有一數位可程式化輸出漣波對安定時間輪廓，其可使得積體電路能夠用於與不同效能規格相關聯之多種不同應用及/或具有基於操作條件或需要隨時間動態地變更之一效能。
圖4A為一充電泵70之一項實施例之一電路圖。充電泵70包含一 模式控制電路81、一電容器充電電路82、一時脈產生電路83、充電泵切換器84、切換式電容器87及一充電泵濾波器88。
如圖4A中所展示，充電泵70在一充電泵輸出電壓端子VCP上產生一充電泵輸出電壓。儘管充電泵70被繪示為一開路組態，但充電泵70亦可用作閉路。
模式控制電路81可依一選定操作模式操作充電泵70。在所繪示之組態中，模式控制電路81產生在某些實施方案中可為一多位元數位信號之一模式信號MODE。在一項實施例中，模式信號MODE之一狀態依選自三種或更多種模式之一選定模式操作充電泵70。
在某些組態中，模式控制電路81接收用於判定依哪種模式操作充電泵70之一模式選擇信號。例如，可從一無線器件之一控制電路(諸如圖2之控制組件18)提供模式選定信號。在其他組態中，模式控制電路81包含一可程式化記憶體，該可程式化記憶體包含對應於選定操作模式之資料。在一項實例中，模式控制電路81可包含在製造期間運用選定模式程式化之一非揮發性記憶體。在另一實例中，模式控制電路81可包含在通電期間運用選定模式程式化之一可程式化記憶體。
時脈產生電路83產生具有基於模式信號MODE之狀態變更之一頻率之一時脈信號CLK。在一項實施例中，模式信號MODE依選自三個或更多個模式(包含一第一模式、一第二模式及一第三模式)之一選定模式操作充電泵70。此外，時脈產生電路83依第一模式將時脈信號CLK控制至一第一頻率f1，依第二模式將時脈信號CLK控制至一第二頻率f2，且依第三模式將時脈信號CLK控制至一第三頻率f3。
一充電泵之時脈信號之振盪頻率可影響充電泵效能。例如，運用一相對較快速時脈信號操作一充電泵可增大一充電輸出速率且使充電泵之安定時間加速。然而，相對於使用依一較緩慢頻率振盪之一時脈信號，運用一快速時脈信號操作一充電泵亦可非期望地增大輸出漣 波及/或穩態功率消耗。所繪示之組態基於一選定操作模式控制充電泵之時脈信號之振盪頻率，且因此有助於實現輸出漣波與安定時間之間的一所期望取捨。
電容器充電電路82接收時脈信號CLK、一第一高電源供應電壓VDD1、一第二高電源供應電壓VDD2及一第三高電源供應電壓VDD3。電容器充電電路82進一步接收模式信號MODE。在一項實施例中，模式信號MODE依選自三個或更多個模式(包含一第一模式、一第二模式及一第三模式)之一選定模式操作充電泵70。在模式信號MODE指示充電泵依第一操作模式操作時，電容器充電電路82部分使用第一高電源供應電壓VDD1對切換式電容器87充電。此外，在模式信號MODE指示充電泵70依第二操作模式或第三操作模式操作時，電容器充電電路82分別部分使用第二高電源供應電壓VDD2或第三高電源供應電壓VDD3對切換式電容器87充電。基於時脈信號CLK之時序控制電容器充電電路82之充電操作。
因此，在所繪示之組態中，電容器充電電路82可將切換式電容器87充電至選自至少三個高電源供應電壓之一電源供應電壓。儘管圖4A繪示其中電容器充電電路82接收三個高電源供應電壓之一組態，但電容器充電電路82可接收更多或更少高電源供應電壓。可基於模式信號MODE之狀態選取選定電源供應電壓。儘管所繪示之組態提供其中電容器充電電路82使用選自三個高電源供應電壓之一者之一電源供應電壓操作之一實例，但本文中之教示亦適用於其中一電容器充電電路使用四個或更多個高電源供應電壓之一者操作之組態。此外，本文中之教示適用於其中基於操作模式控制充電電路82之一低電源供應電壓之組態。
充電泵切換器84結合電容器充電電路82操作以控制在不同時脈信號相位期間跨切換式電容器87之電壓。在某些組態中，可基於模式 信號之一狀態將在充電期間跨切換式電容器87之各者之電壓控制為約等於VDD1-VSS、約等於VDD2-VSS或約等於VDD3-VSS。
所繪示之充電泵濾波器88用來對在充電泵輸出電壓端子VCP上所產生之充電泵輸出電壓進行濾波。在所繪示之組態中，模式控制電路81進一步經組態以基於模式信號MODE控制充電泵濾波器88之一濾波特性。例如，模式控制電路81可控制充電泵濾波器88之一濾波器電阻或一濾波器電容之至少一者以控制由充電泵濾波器88提供之濾波之一量。
充電泵70可提供對輸出漣波與安定時間之間的一取捨之數位控制。藉由選擇與一適當時脈頻率、充電電壓及輸出濾波相關聯之一操作模式，可實現一特定應用之輸出漣波與安定時間之間的一所期望取捨。
藉由提供可依此方式控制之一充電泵，充電泵可用於與不同輸出漣波及/或安定時間規格相關聯之各種應用。例如，包含充電泵之一積體電路可具有一數位可程式化輸出漣波對安定時間輪廓，其可使得積體電路能夠用於與不同效能規格相關聯之多種不同應用及/或具有基於操作條件或需要隨時間動態地變更之一效能。
圖4B為一充電泵80之另一實施例之一電路圖。充電泵80包含一模式控制電路101、一電容器充電電路102、一時脈產生電路103、充電泵切換器104、一第一切換式或飛馳電容器111、一第二切換式電容器112、及包含一濾波器電容器131、一濾波器電阻器132及一電阻器旁路切換器133之一充電泵濾波器108。
如圖4B中所展示，充電泵80在一充電泵輸出電壓端子VCP上產生一充電泵輸出電壓。儘管充電泵80被繪示為一開路組態，但充電泵80亦可用作閉路。
模式控制電路101可依一選定操作模式操作充電泵80。在所繪示 之組態中，模式控制電路101可依與非反相模式信號MODE邏輯上為高且反相模式信號MODE_B邏輯上為低相關聯之一第一模式或依與非反相模式信號MODE邏輯上為低且反相模式信號MODE_B邏輯上為高相關聯之一第二模式操作充電泵80。在所繪示之組態中，非反相模式信號MODE及反相模式信號MODE_B共同地操作為一充電泵模式信號。儘管所繪示之組態提供其中一充電泵依兩個模式之一者操作之一實例，但本文中之教示亦適用於其中一模式控制電路依選自三個或更多個模式之一選定模式操作充電泵之組態。
在某些組態中，模式控制電路101接收用於判定依哪個模式操作充電泵80之一模式選擇信號。例如，可從一無線器件之一控制電路(諸如圖2之控制組件18)提供模式選定信號。在其他組態中，模式控制電路101包含一可程式化記憶體，該可程式化記憶體包含對應於選定操作模式之資料。在一項實例中，模式控制電路101可包含在製造期間運用選定模式程式化之一非揮發性記憶體。在另一實例中，模式控制電路101可包含在通電期間運用選定模式程式化之一可程式化記憶體。
時脈產生電路103包含產生一第一或快速時脈信號之一快速時脈產生電路105、產生一第二或緩慢時脈信號之一緩慢時脈產生電路106及一時脈選擇電路107。此外，時脈選擇電路107基於快速時脈信號與緩慢時脈信號之間的選擇，使用非反相模式信號MODE及反相模式信號MODE_B產生一非反相時脈信號CLK及一反相時脈信號CLKB。例如，在非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B指示充電泵80依第一操作模式操作時，時脈選擇電路107基於選擇快速時脈信號，產生非反相時脈信號CLK及反相時脈信號CLKB。此外，在非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B指示充電泵80依第二操作模式操作時，時脈選擇電路107基於選擇緩慢時脈信 號，產生非反相時脈信號CLK及反相時脈信號CLKB。在所繪示之組態中，非反相時脈信號CLK及反相時脈信號CLKB共同地操作為一充電泵時脈信號。
一充電泵之時脈信號之振盪頻率可影響充電泵效能。例如，運用一相對較快速時脈信號操作一充電泵可增大一充電輸出速率且使充電泵之安定時間加速。然而，相對於使用依一較緩慢頻率振盪之一時脈信號，運用一快速時脈信號操作一充電泵亦可非期望地增大輸出漣波及/或穩態功率消耗。所繪示之組態基於一選定操作模式控制充電泵之時脈信號之振盪頻率，且因此有助於實現輸出漣波與安定時間之間的一所期望取捨。
儘管所繪示之組態提供其中一時脈產生電路藉由在不同振盪頻率之兩個時脈信號之間選擇一者來產生一時脈信號之一實例，但本文中之教示亦適用於其中一時脈產生電路可產生三個或更多個不同振盪頻率之一時脈信號之組態。此外，儘管圖4B繪示包含多個振盪器或產生器之一組態，但本文中之教示適用於包含具有可調諧頻率之單個振盪器之組態。
電容器充電電路102接收非反相時脈信號CLK、反相時脈信號CLKB、一第一高電源供應電壓VDD1及一第二高電源供應電壓VDD2。電容器充電電路102進一步接收非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B，電容器充電電路102可使用其等來選擇用於對第一切換式電容器111及第二切換式電容器112充電之一電源供應電壓。例如，在非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B指示充電泵80依第一操作模式操作時，電容器充電電路102可部分使用第一高電源供應電壓VDD1對第一切換式電容器111及第二切換器充電器112充電。此外，在非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B指示充電泵80依第二操作模式操作時，電容器 充電電路102可回應於時脈信號轉變而部分使用第二高電源供應電壓VDD2對第一切換式電容器111及第二切換器充電器112充電。
因此，在所繪示之組態中，電容器充電電路102可將第一切換式電容器111及第二切換器充電器112充電至選自第一高電源供應電壓VDD1及第二高電源供應電壓VDD2之一電源供應電壓。可基於充電泵80之選定操作模式選取選定電壓。
儘管所繪示之組態提供其中電容器充電電路102使用選自兩個高電源供應電壓之一者之一高電源供應電壓操作之一實例，但本文中之教示亦適用於其中一電容器充電電路使用三個或更多個高電源供應電壓之一者操作之組態。此外，本文中之教示適用於其中基於操作模式控制充電電路102之一低電源供應電壓之組態。
充電泵切換器104結合電容器充電電路102操作以控制在不同時脈信號相位期間跨第一切換式電容器111及第二切換式電容器112之電壓。在某些組態中，可基於模式信號之一狀態將在充電期間跨第一切換式電容器111及第二切換式電容器112之各者之電壓控制為約等於VDD1-VSS或約等於VDD2-VSS。因此，在充電泵80依第一模式操作時，相對於低電源供應電壓VSS，充電泵之輸出電壓可約等於-VDD1。此外，在充電泵80依第二模式操作時，相對於低電源供應電壓VSS，充電泵之輸出電壓可約等於-VDD2。
所繪示之充電泵80亦包含充電泵濾波器108，充電泵濾波器108包含濾波器電容器131、濾波器電阻器132及電阻器旁路切換器133。在所繪示之組態中，模式控制電路101進一步經組態以基於選定模式控制充電泵濾波器108之電阻。例如，在充電泵80依第一操作模式操作時，濾波器電阻器132可使用電阻器旁路切換器133予以旁通以使充電泵具備快速安定時間。然而，在充電泵80依第二操作模式操作時，電阻器旁路切換器133可斷開，且濾波器電阻器132及濾波器電容器 131可操作為提供小輸出漣波之一RC濾波器。
儘管所繪示之組態提供其中基於一操作模式選擇性地旁通一濾波器電阻器之一實例，但本文中之教示亦適用於其他組態。在一項實例中，可使用單個可調諧電阻器。在另一實例中，充電泵濾波器108包含兩個或更多個不同值之濾波器電阻器，且可對於不同操作模式提供一不同濾波器電阻。
圖5為一充電泵100之一項實施例之一電路圖。充電泵100包含一模式控制電路101、一電容器充電電路102、一時脈產生電路103、一第一切換式電容器111、一第二切換式電容器112、包含第一至第四切換器121至124之充電泵切換器114、及包含一濾波器電容器131、一濾波器電阻器132及一電阻器旁路切換器133之一充電泵濾波器108。
如圖5中所展示，充電泵100在一充電泵輸出電壓端子VCP上產生一充電泵輸出電壓。儘管充電泵100被繪示為一開路組態，但充電泵100亦可用作閉路。
模式控制電路101可依一選定操作模式操作充電泵100。在所繪示之組態中，模式控制電路101可依與非反相模式信號MODE邏輯上為高且反相模式信號MODE_B邏輯上為低相關聯之一第一模式或依與非反相模式信號MODE邏輯上為低且反相模式信號MODE_B邏輯上為高相關聯之一第二模式操作充電泵100。在所繪示之組態中，非反相模式信號MODE及反相模式信號MODE_B共同地操作為一充電泵模式信號。儘管所繪示之組態提供其中一充電泵依兩個模式之一者操作之一實例，但本文中之教示亦適用於其中一模式控制電路依選自三個或更多個模式之一選定模式操作充電泵之組態。
在某些組態中，模式控制電路101接收用於判定依哪個模式操作充電泵100之一模式選擇信號。例如，可從一無線器件之一控制電路(諸如圖2之控制組件18)提供模式選定信號。在其他組態中，模式控 制電路101包含一可程式化記憶體，該可程式化記憶體包括對應於選定操作模式之資料。在一項實例中，模式控制電路101可包含在製造期間運用選定模式程式化之一非揮發性記憶體。在另一實例中，模式控制電路101可包含在通電期間運用選定模式程式化之一可程式化記憶體。
時脈產生電路103包含產生一第一或快速時脈信號之一快速時脈產生電路105、產生一第二或緩慢時脈信號之一緩慢時脈產生電路106及一時脈選擇電路107。此外，時脈選擇電路107基於快速時脈信號與緩慢時脈信號之間的選擇，使用非反相模式信號MODE及反相模式信號MODE_B產生一非反相時脈信號CLK及一反相時脈信號CLKB。例如，在非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B指示充電泵100依第一操作模式操作時，時脈選擇電路107基於選擇快速時脈信號，產生非反相時脈信號CLK及反相時脈信號CLKB。此外，在非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B指示充電泵100依第二操作模式操作時，時脈選擇電路107基於選擇緩慢時脈信號，產生非反相時脈信號CLK及反相時脈信號CLKB。在所繪示之組態中，非反相時脈信號CLK及反相時脈信號CLKB共同地操作為一充電泵時脈信號。
一充電泵之時脈信號之振盪頻率可影響充電泵效能。例如，運用一相對較快速時脈信號操作一充電泵可增大一充電輸出速率且使充電泵之安定時間加速。然而，相對於使用依一較緩慢頻率振盪之一時脈信號，運用一快速時脈信號操作一充電泵亦可非期望地增大輸出漣波及/或穩態功率消耗。所繪示之組態基於一選定操作模式控制充電泵之時脈信號之振盪頻率，且因此有助於實現輸出漣波與安定時間之間的一所期望取捨。
儘管所繪示之組態提供其中一時脈產生電路藉由在兩個不同振 盪頻率之時脈信號之間選擇一者來產生一時脈信號之一實例，但本文中之教示亦適用於其中一時脈產生電路可產生三個或更多個不同振盪頻率之一時脈信號之組態。此外，儘管圖5繪示包含多個振盪器或產生器之一組態，但本文中之教示適用於包含具有可調諧頻率之單個振盪器之組態。
電容器充電電路102接收非反相時脈信號CLK、反相時脈信號CLKB、一第一高電源供應電壓VDD1及一第二高電源供應電壓VDD2。電容器充電電路102進一步接收非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B，電容器充電電路102可使用其等來選擇用於對第一切換式電容器111及第二切換式電容器112充電之一電源供應電壓。例如，在非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B指示充電泵100依第一操作模式操作時，電容器充電電路102可部分使用第一高電源供應電壓VDD1對第一切換式電容器111及第二切換器充電器112充電。此外，在非反相模式選擇信號MODE及反相模式選擇信號MODE_B指示充電泵100依第二操作模式操作時，電容器充電電路102可回應於時脈信號轉變而部分使用第二高電源供應電壓VDD2對第一切換式電容器111及第二切換器充電器112充電。
因此，在所繪示之組態中，電容器充電電路102可將第一切換式電容器111及第二切換器充電器112充電至選自第一高電源供應電壓VDD1及第二高電源供應電壓VDD2之一電源供應電壓。可基於充電泵100之選定操作模式選取選定電壓。
儘管所繪示之組態提供其中電容器充電電路102使用選自兩個高電源供應電壓之一者之一高電源供應電壓操作之一實例，但本文中之教示亦適用於其中一電容器充電電路使用三個或更多個高電源供應電壓之一者操作之組態。此外，本文中之教示適用於其中基於操作模式控制充電電路102之一低電源供應電壓之組態。
第一至第四切換器121至124可結合電容器充電電路102操作以控制在不同時脈信號相位期間跨第一切換式電容器111及第二切換式電容器112之電壓。例如，在時脈信號CLK之一第一時脈信號相位期間，電容器充電電路102可基於充電泵之操作模式，將第一切換式電容器111之一第一端電連接至第一高電源供應電壓VDD1或第二高電源供應電壓VDD2。此外，在時脈信號CLK之第一時脈信號相位期間，第一切換器121可接近將第一切換式電容器111之一第二端電連接至低電源供應電壓VSS。此外，在時脈信號CLK之一第二時脈信號相位期間，電容器充電電路102可將第一切換式電容器111之第一端電連接至低電源供應電壓VSS，且第二切換器122可將第一切換式電容器111之第二端電連接至充電泵輸出電壓端子VCP。
此外，在時脈信號CLK之第二時脈信號相位期間，電容器充電電路102可基於電壓泵之操作模式，將第二切換式電容器112之一第一端電連接至第一高電源供應電壓VDD1或第二高電源供應電壓VDD2。此外，在時脈信號CLK之第二時脈信號相位期間，第二切換器123可閉合以將第二切換式電容器112之一第二端電連接至低電源供應電壓VSS。此外，在時脈信號CLK之第一時脈信號相位期間，電容器充電電路102可將第二切換式電容器112之第一端電連接至低電源供應電壓VSS，且第四切換器124可將第二切換式電容器112之第二端電連接至充電泵輸出電壓端子VCP。
據此，可基於模式信號之一狀態將在充電期間跨第一切換式電容器111及第二切換式電容器112之各者之電壓控制為約等於VDD1-VSS或約等於VDD2-VSS。因此，在充電泵100依第一模式操作時，相對於低電源供應電壓VSS，充電泵之輸出電壓可約等於-VDD1。此外，在充電泵100依第二模式操作時，相對於低電源供應電壓VSS，充電泵之輸出電壓可約等於-VDD2。
在某些組態中，由一充電泵輸出之一最大電壓可受限於接收充電泵輸出電壓之電晶體之電壓過載及/或可靠度考量。例如，在其中一金氧半導體場效應電晶體(MOSFET)用作一切換器之組態中(諸如在絕緣體上矽(SOI)RF切換器應用中)，MOSFET可被視為具有例如2.5V之一最大閘極至汲極及/或閘極至源極電壓。可期望一充電泵產生與過載及/或可靠度規格相容之一充電泵輸出電壓。
在所繪示之組態中，第一高電源供應電壓VDD1及第二高電源供應電壓VDD2之電壓位準可經選擇使得充電泵之輸出電壓滿足接收充電泵輸出電壓之電晶體之電壓過載及/或可靠度考量。例如，第一高電源供應電壓VDD1可選擇為小於或等於一最大電晶體過載電壓，且第二高電源供應電壓VDD2可選擇為小於第一高電源供應電壓VDD1。
相比之下，某些習知充電泵藉由利用與單個固定高電源供應電壓串聯之一電阻器壓降或二極體壓降以提供具有小於固定高電源供應電壓之量值的一量值之一充電泵輸出電壓來實現電壓可靠度規格。雖然此一組態可產生一所期望量值之一充電泵輸出電壓，但依此方式組態一充電泵可明顯增大充電泵安定時間及/或I*R功率損耗。
所繪示之充電泵100亦包含一充電泵濾波器108，充電泵濾波器108包含濾波器電容器131、濾波器電阻器132及電阻器旁路切換器133。在所繪示之組態中，模式控制電路101進一步經組態以基於選定模式控制充電泵濾波器108之電阻。例如，在充電泵100依第一操作模式操作時，濾波器電阻器132可使用電阻器旁路切換器133予以旁通以使充電泵具備快速安定時間。然而，在充電泵100依第二操作模式操作時，電阻器旁路切換器133可斷開，且濾波器電阻器132及濾波器電容器131可操作為提供小輸出漣波之一RC濾波器。
儘管所繪示之組態提供其中基於一操作模式選擇性地旁通一濾波器電阻器之一實例，但本文中之教示亦適用於其他組態。在一項實 例中，可使用單個可調諧電阻器。在另一實例中，充電泵濾波器108包含兩個或更多個不同值之濾波器電阻器，且可對於不同操作模式提供一不同濾波器電阻。
圖6為一充電泵150之另一實施例之一電路圖。圖6之充電泵150類似於圖5之充電泵100，除充電泵150包含一電容器充電電路152及一時脈產生電路153之一不同實施方案之外。
例如，時脈產生電路153包含快速時脈產生電路105及緩慢時脈產生電路106、及包含一第一時脈選擇切換器157、一第二時脈選擇切換器158及一反相器159之一時脈選擇電路160。在非反相模式信號MODE邏輯上為高時，第一時脈選擇切換器157可閉合且第二時脈選擇切換器158可斷開，藉此使用快速時脈產生電路105產生非反相時脈信號CLK及反相時脈信號CLKB。此外，在非反相模式信號MODE邏輯上為低時，第一時脈選擇切換器157可斷開且第二時脈選擇切換器158可閉合，藉此使用緩慢時脈產生電路106產生非反相時脈信號CLK及反相時脈信號CLKB。
電容器充電電路152包含接收非反相時脈信號CLK且控制第一切換式電容器111之第一端之一電壓位準之一第一緩衝器161。電容器充電電路152進一步包含接收反相時脈信號CLKB且控制第二切換式電容器112之第一端之一電壓位準之一第二緩衝器162。電容器充電電路152進一步包含用來控制電容器充電電路152之一高電源供應電壓之第一至第四電源供應選擇切換器171至174。例如，在充電泵150依第一模式操作時，使用第一高電源供應電壓VDD1及低電源供應電壓VSS對第一緩衝器161及第二緩衝器162供電。此外，在充電泵150依第二模式操作時，使用第二高電源供應電壓VDD2及低電源供應電壓VSS對第一緩衝器161及第二緩衝器162供電。第一高電源供應電壓VDD1可經選擇以具有大於第二高電源供應電壓VDD2之電壓位準的一電壓位準。
據此，所繪示之充電泵150可依用來使安定時間加速之一快速振盪頻率/高電源供應電壓模式或依與小輸出漣波相關聯之緩慢振盪頻率/低電源供應電壓模式操作。
充電泵150之額外細節可類似於前文所述之細節。
圖7A為一封裝式模組300之一項實施例之一示意圖。圖7B為沿線7B-7B截取之圖7A之封裝式模組300之一截面之一示意圖。
封裝式模組300包含一IC或晶粒301、表面安裝組件303、接線308、一封裝基板320及囊封結構340。封裝基板320包含由安置於其中之導體形成之襯墊306。此外，晶粒301包含襯墊304，且接線308已用來將晶粒301之襯墊304電連接至封裝基板320之襯墊306。
如圖10A及圖10B中所繪示，晶粒301包含可如前文所述之一充電泵22、一切換器控制器23及切換器12。
封裝基板320可經組態以接收可包含例如表面安裝電容器及/或電感器之複數個組件，諸如晶粒301及表面安裝組件303。
如圖7B中所展示，封裝式模組300被展示為包含安置於與用來安裝晶粒301之側相對之封裝式模組300側上之複數個接觸襯墊332。依此方式組態封裝式模組300可協助將封裝式模組300連接至一電路板，諸如一無線器件之一電話板。例示性接觸襯墊332可經組態以將RF信號、偏壓信號、低電源電壓及/或高電源電壓提供至晶粒301及/或表面安裝組件303。如圖7B中所展示，可藉由通過封裝基板320之連接333促進接觸襯墊332與晶粒301之間的電連接。連接333可表示經形成通過封裝基板320之電路徑，諸如與一多層層壓式封裝基板之通孔及導體相關聯之連接。
在一些實施例中，封裝式模組300亦可包含用來例如對封裝式模組300提供保護及/或促進處置封裝式模組300之一或多個封裝結構。此一封裝結構可包含形成於封裝基板320以及安置於封裝基板320上之 組件及晶粒上方之覆模或囊封結構340。
將瞭解，儘管在基於接線之電連接之內容脈絡中描述封裝式模組300，但亦可在其他封裝組態(包含例如覆晶組態)中實施本發明之一或多個特徵。
應用
上文所述之實施例之一些已結合無線器件或行動電話提供實例。然而，實施例之原理及優點可用於需要充電泵之任何其他系統或裝置。
可在各種電子器件中實施此等充電泵。電子器件之實例可包含但不限於消費性電子產品、消費性電子產品之部分、電子測試設備等。電子器件之實例亦可包含但不限於記憶體晶片、記憶體模組、光學網路或其他通信網路之電路、及磁碟機電路。消費性電子產品可包含但不限於一行動電話、一電話機、一電視機、一電腦監控器、一電腦、一手持型電腦、一個人數位助理(PDA)、一微波爐、一冰箱、一汽車、一立體音響系統、一卡帶錄音機或播放器、一DVD播放器、一CD播放器、一VCR、一MP3播放器、一收音機、一錄影機、一相機、一數位相機、一可攜式記憶體晶片、一洗滌器、一乾燥器、一洗滌器/乾燥器、一影印機、一傳真機、一掃描儀、一多功能周邊器件、一手錶、一時鐘等。此外，電子器件可包含半成品。
結論
除非內容脈絡另有清楚要求，否則貫穿本發明描述及申請專利範圍，應在一包含性意義(與一排斥性或詳盡性意義相反)上；即，在「包含但不限於」之意義上，解釋字詞「包括(comprise、comprising)」等。如本文中通常所使用，字詞「耦合」指代可直接連接或藉由一或多個中間元件連接之兩個或更多個元件。同樣地，如本文中通常所使用，字詞「連接」指代可直接連接或藉由一或多個中間 元件連接之兩個或更多個元件。此外，字詞「本文中」、「上文」、「下文」及類似含義的字詞在用於本申請中時應指代本申請作為一個整體且並非指代本申請之任何特定部分。在內容脈絡允許之情況下，上文詳細描述中使用單數或複數之字詞亦可分別包含複數或單數。對兩個或更多個項目之一清單之參考中之字詞「或」涵蓋該字詞之所有以下解釋：清單中之項目之任何一者、清單中之所有項目及清單中之項目之任何組合。
此外，除非另有具體規定或在內容脈絡內以其他方式作出習慣性理解，否則本文中所使用之條件性語言，尤其諸如「可」、「可能」、「可以」、「能夠」、「例如」、「舉例而言」、「諸如」等通常意欲於表達某些實施例包含(但其他實施例不包含)某些特徵、元件及/或狀態。因此，此條件性語言通常並非意欲於暗示特徵、元件及/或狀態係依一或多項實施例所需之任何方式，或一或多項實施例一定包含用於在具有或不具有作者輸入或提示之情況下決定在任何特定實施例中是否包含或執行此等特徵、元件及/或狀態之邏輯。
本發明之實施例之上文詳細描述並非意欲為詳盡性或意欲於將本發明限於上文所揭示之精確形式。雖然上文出於闡釋目的描述本發明之特定實施例及實例，但在本發明之範疇內，各種等效修改可行，如熟習相關技術者將認知。例如，雖然依一給定次序呈現程序或區塊，但替代實施例可依一不同次序執行具有步驟之常式或採用具有區塊之系統，且可刪除、移動、添加、細分、組合及/或修改一些程序或區塊。可依各種不同方式實施此等程序或區塊之各者。此外，雖然程序或區塊有時被展示為串行執行，但此等程序或區塊可替代地並行執行，或可在不同時間執行。
本文中所提供之本發明之教示可應用於其他系統，不一定為上文所述之系統。上文所述之各項實施例之元件及動作可經組合以提供 進一步實施例。
雖然已描述本發明之某些實施例，但此等實施例僅藉由實例予以呈現，且並非意欲於限制本發明之範疇。事實上，可依各種其他形式體現本文中所述之新穎方法及系統；此外，在不背離本發明之精神之情況下，可對本文中所述之方法及系統之形式作出各種省略、置換及變更。隨附申請專利範圍及其等效物意欲於涵蓋如將落於本發明之範疇及精神內之此等形式或修改。
80‧‧‧充電泵
101‧‧‧模式控制電路
102‧‧‧電容器充電電路
103‧‧‧時脈產生電路
104‧‧‧充電泵切換器
105‧‧‧快速時脈產生電路
106‧‧‧緩慢時脈產生電路
107‧‧‧時脈選擇電路
108‧‧‧充電泵濾波器
111‧‧‧第一切換式/飛馳電容器
112‧‧‧第二切換式電容器
131‧‧‧濾波器電容器
132‧‧‧濾波器電阻器
133‧‧‧電阻器旁通切換器
CLK‧‧‧非反相時脈信號
CLK_B‧‧‧反相時脈信號
MODE‧‧‧非反相模式選擇信號
MODE_B‧‧‧反相模式選擇信號
VCP‧‧‧充電泵輸出電壓端子
VDD1‧‧‧第一高電源供應電壓
VDD2‧‧‧第二高電源供應電壓
VSS‧‧‧低電源供應電壓

Claims (20)

  1. 一種充電泵，其包括：一模式控制電路，其經組態以依選自複數個模式之一選定模式操作該充電泵；一時脈產生電路，其經組態以產生具有基於該選定模式之一振盪頻率之一充電泵時脈信號；兩個或更多個切換式電容器；及一電容器充電電路，其經組態以基於該電容器充電電路之一電源供應電壓及該充電泵時脈信號之時序對該兩個或更多個切換式電容器充電，該電源供應電壓具有基於該選定模式之一電壓位準。
  2. 如請求項1之充電泵，其進一步包括一充電泵濾波器，該充電泵濾波器經組態以對該充電泵之一充電泵輸出電壓進行濾波，該充電泵濾波器具有基於該選定模式之一濾波特性。
  3. 如請求項2之充電泵，其中該濾波特性包含該充電泵濾波器之一電阻。
  4. 如請求項1之充電泵，其中該電容器充電電路包含複數個電源供應選擇切換器，該等電源供應選擇切換器經組態以基於該選定模式從兩個或更多個高電源供應電壓選取該電容器充電電路之該電源供應電壓。
  5. 如請求項1之充電泵，其中該時脈產生電路包含：一第一時脈產生器，其經組態以產生一第一時脈信號；一第二時脈產生器，其經組態以產生具有慢於該第一時脈信號之一振盪頻率之一第二時脈信號；及一時脈選擇電路，其經組態以基於包含該第一時脈信號及該第二時脈信號之複數個時脈信號當中之選擇產生 該充電泵時脈信號。
  6. 如請求項1之充電泵，其中該兩個或更多個切換式電容器包含一第一切換式電容器及一第二切換式電容器，該電容器充電電路經組態以在該充電泵時脈信號之一第一相位期間用該電源供應電壓對該第一切換式電容器之一第一端充電，該電容器充電電路進一步經組態以在該充電泵時脈信號之一第二相位期間用該電源供應電壓對該第二切換式電容器之一第一端充電。
  7. 如請求項6之充電泵，其進一步包括：一第一充電泵切換器，其經組態以在該第一相位期間將該第一切換式電容器之一第二端電連接至一低電源供應電壓；一第二充電泵切換器，其經組態以在該第二相位期間將該第一切換式電容器之該第二端電連接至一充電泵輸出；一第三充電泵切換器，其經組態以在該第二相位期間將該第二切換式電容器之一第二端電連接至該低電源供應電壓；及一第四充電泵切換器，其經組態以在該第一相位期間將該第二切換式電容器之該第二端電連接至該充電泵輸出。
  8. 如請求項7之充電泵，其中該電容器充電電路進一步經組態以在該第二相位期間將該第一切換式電容器之該第一端電連接至該低電源供應電壓，且在該第一相位期間將該第二切換式電容器之該第一端電連接至該低電源供應電壓。
  9. 如請求項1之充電泵，其中該兩個或更多個模式包含至少三個模式。
  10. 一種產生一充電泵輸出電壓之方法，該方法包括：使用一模式控制電路選擇一充電泵之一操作模式，該選定模式選自複數個模式；基於該選定模式，使用一時脈產生電路控制一充電泵時脈信 號之一頻率；使用一電容器充電電路對兩個或更多個切換式電容器充電，該充電基於該電容器充電電路之一電源供應電壓及該充電泵時脈信號之時序；及基於該選定模式，控制該電容器充電電路之該電源供應電壓之一電壓位準。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包括基於該選定模式，控制一充電泵濾波器之一電阻。
  12. 如請求項10之方法，其進一步包括產生具有不同頻率之複數個時脈信號，及在該複數個時脈信號當中選擇產生該充電泵時脈信號。
  13. 如請求項10之方法，其中控制該電源供應電壓之該電壓位準包含基於該選定模式，從兩個或更多個高電源供應電壓選擇該電源供應電壓。
  14. 一種射頻系統，其包括：一功率放大器，其經組態以產生一經放大之射頻信號；一切換器，其包含經組態以接收該經放大之射頻信號之一輸入；一切換器控制器，其經組態以接收一充電泵輸出電壓且控制該切換器之一狀態；一充電泵，其經組態以產生該充電泵輸出電壓，該充電泵包含一模式控制電路，該模式控制電路經組態以依選自複數個模式之一選定模式操作該充電泵，該充電泵進一步包含一時脈產生電路，該時脈產生電路經組態以產生具有基於該選定模式之一振盪頻率之一充電泵時脈信號，該充電泵進一步包含兩個或更多個切換式電容器及一電容器充電電路，該電容器充電電路 經組態以基於該電容器充電電路之一電源供應電壓及該充電泵時脈信號之時序對該兩個或更多個切換式電容器充電，該電源供應電壓具有基於該選定模式之一電壓位準。
  15. 如請求項14之射頻系統，其中該充電泵進一步包含一充電泵濾波器，該充電泵濾波器經組態以對該充電泵輸出電壓進行濾波，該充電泵濾波器具有基於該選定模式之一濾波特性。
  16. 如請求項15之射頻系統，其中該濾波特性包含該充電泵濾波器之一濾波器電阻。
  17. 如請求項14之射頻系統，其中該電容器充電電路包含複數個電源供應選擇切換器，其等經組態以基於該選定模式從兩個或更多個高電源供應電壓選取該電容器充電電路之該電源供應電壓。
  18. 如請求項14之射頻系統，其中該時脈產生電路包含：一第一時脈產生器，其經組態以產生一第一時脈信號；一第二時脈產生器，其經組態以產生具有慢於該第一時脈信號之一振盪頻率之一第二時脈信號；及一時脈選擇電路，其經組態以基於包含該第一時脈信號及該第二時脈信號之複數個時脈信號當中之選擇產生該充電泵時脈信號。
  19. 如請求項14之射頻系統，其中該兩個或更多個模式包含至少三個模式。
  20. 如請求項14之射頻系統，其中該兩個或更多個切換式電容器包含一第一切換式電容器及一第二切換式電容器，該電容器充電電路經組態以在該充電泵時脈信號之一第一相位期間用該電源供應電壓對該第一切換式電容器之一第一端充電，該電容器充電電路進一步經組態以在該充電泵時脈信號之一第二相位期間用該電源供應電壓對該第二切換式電容器之一第一端充電。
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