專利名稱：自適應(yīng)輸入電壓控制的升壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，具體涉及通過輸入電壓自適應(yīng)地控制的升壓器及其升壓方法。
背景技術(shù)：
圖1是使用電荷泵的傳統(tǒng)升壓器100的電路圖。參見圖1，升壓器100包括第一、第二、第三和第四開關(guān)102、106、108和110，以及第一和第二電容器104和112。第一和第三開關(guān)102和108響應(yīng)于第一控制信號P1而接通，第二和第四開關(guān)106和110響應(yīng)于第二控制信號P2而接通。第一和第二控制信號P1和P2是反相的脈沖信號，如圖2所示。第一電容器104在第一控制信號P1的邏輯高期間由接收的輸入電壓VIN充電。隨后，響應(yīng)于在第一電容器104中所充的電壓，第二電容器112在第二控制信號P2的邏輯高期間被充電。在第二電容器112中充的輸出電壓VOUT具有輸入電壓VIN的兩倍的電壓2VIN。輸出電壓VOUT可以用于驅(qū)動流出負載電流IL的電路。
圖3示意性地示出了在圖1的升壓器100中存在寄生電阻。參見圖3，升壓器100具有輸入端的接觸電阻Rin，并且輸入端接收來自外部設(shè)備的輸入電壓VIN。第一電容器104具有在其兩端的接觸電阻Rs1和Rs2，因為該第一電容器用作外部器件。第二電容器112關(guān)于輸出電壓VOUT具有接觸電阻RL，因為該第二電容器也用作外部器件。這些寄生電阻Rin、Rs和RL減小了輸出電壓VOUT。由于寄生電阻Rin、Rs和RL造成的輸出電壓降如下所示。
Vdeg＝2RinIL+4RsIL+0.5RLIL由于負載電流IL造成的輸出電壓降如下所示。

V deg=ILCs·f]]>通過從兩倍于輸入電壓VIN的目標(biāo)電壓2VIN中減去由于寄生電阻Rin，Rs和RL造成的輸出電壓降而得到輸出電壓VOUT。
VOUT=2VIN-2RinIL+4RsIL+0.5RLIL-ILCs·f]]>因此，升壓器100具有由寄生電阻Rin、Rs和RL以及負載電流IL造成的減小的輸出電壓VOUT。需要一種升壓器，其能夠?qū)⑤敵鲭妷荷咧晾巛斎腚妷旱膬杀痘蜉斎腚妷旱亩啾?×n)，而沒有由于寄生電阻和負載電流而造成的電壓降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實施例提供一種通過一輸入電壓自適應(yīng)地控制，以將輸入電壓升高至輸入電壓的多倍(×n)的升壓器。
根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，提供一種升壓器，包括運算跨導(dǎo)放大器(OTA)、輸入電容器、緩沖器和升壓單元。OTA具有正和負輸入端，并響應(yīng)于正和負輸入端之間的電壓差而生成輸出電流。正輸入端接收通過用升壓器的目標(biāo)輸出電壓除以n得到的電壓，負輸入端接收通過用升壓器的輸出電壓除以n得到的電壓。輸入電容器由OTA的輸出電流充電以生成第一輸入電壓。緩沖器接收第一輸入電壓和輸出第二輸入電壓。升壓單元將第二輸入電壓升高至第二輸入電壓的n倍以生成輸出電壓，其中n≥1。
根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，提供一種升壓器，包括OTA、輸入電容器、緩沖器和升壓單元。OTA具有正和負輸入端，并響應(yīng)于正和負輸入端之間的電壓差而生成輸出電流。正輸入端接收通過用從升壓器的輸出電壓減去升壓器的目標(biāo)輸出電壓得到的電壓除以n+1得到的電壓，負輸入端接收地電壓。輸入電容器由OTA的輸出電流充電以生成第一輸入電壓。緩沖器接收第一輸入電壓和輸出第二輸入電壓。升壓單元將第二輸入電壓升高至第二輸入電壓的n倍以生成輸出電壓，其中n≥1。


當(dāng)參考附圖閱讀對本發(fā)明示例性實施例的描述時，本發(fā)明對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將變得顯而易見。
圖1是使用電荷泵的傳統(tǒng)升壓器的電路圖。
圖2是圖解說明在圖1的升壓器中使用的第一和第二控制信號的波形的圖。
圖3示意性地示出了在圖1的升壓器中存在寄生電阻。
圖4是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的正電壓升壓器的框圖。
圖5是示出圖4的運算跨導(dǎo)放大器(OTA)的特性的圖。
圖6A、6B到圖9A、9B是按照圖5的OTA特性圖的區(qū)域來說明圖4的升壓器的操作的圖。
圖10是用于說明圖4的正電壓升壓器的操作的圖。
圖11是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的負電壓升壓器的圖。
圖12A、12B到圖15A、15B是用于說明圖11的升壓器操作的OTA圖。
圖16是用于說明圖11的負電壓升壓器的操作的圖。
具體實施例方式
下文中將參考附圖詳細說明本發(fā)明的示例性實施例。在對附圖的描述中，相同的參考數(shù)字始終指示相似或相同的元件。
圖4是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的正電壓升壓器400的圖。參見圖4，升壓器400包括第一和第二電阻器410和420、運算跨導(dǎo)放大器(OTA)430、輸入電容器440、緩沖器450、n倍升壓單元460，其中n≥1。第一和第二電阻器410和420串聯(lián)連接在輸出電壓Vo和地電壓之間。第一電阻器410具有電阻(n-1)R，其中R是參考電阻，第二電阻器420具有電阻R。用輸出電壓Vo除以n得到的電壓Vo/n被施加到在第一和第二電阻器410和420之間的節(jié)點，其中n≥1。在本發(fā)明的另一個示例實施例中，可以實現(xiàn)OTA430，其中n≥2。
OTA 430的輸出電流Io取決于分別輸入到OTA 430的正(+)和負(-)輸入端的電壓之間的差Vd而變化。圖5是示出圖4的OTA 430的特性的圖。參見圖5，當(dāng)電壓差Vd在范圍ΔVi內(nèi)時，輸出電流Io具有線性特性，從而該輸出電流與電壓差Vd成比例。當(dāng)電壓差Vd在范圍ΔVi之外時，輸出電流Io具有飽和特性，從而該輸出電流達到最大輸出電流Io_max，而與電壓差Vd無關(guān)。OTA 430的正輸入端具有通過用升壓器400的目標(biāo)輸出電壓Vo_tar除以n而得到的電壓Vo_tar/n，OTA 430的負輸入端具有通過用升壓器400的輸出電壓Vo除以n而得到的電壓Vo/n，其中n≥1。在本發(fā)明的另一個示例實施例中，可以實現(xiàn)正電壓升壓器400，其中n≥2。
OTA 430的輸出電流Io向輸入電容器440充電以生成第一輸入電壓VIN’。第一輸入電壓VIN’經(jīng)過緩沖器450后成為第二輸入電壓VIN。緩沖器450包括提供近似單位增益的模擬緩沖器，以使得第一輸入電壓VIN’和第二輸入電壓VIN相同或大致相同。根據(jù)模擬緩沖器的特性，第二輸入電壓VIN可以具有大電流驅(qū)動能力。n倍升壓單元460接收第二輸入電壓VIN以生成正輸出電壓Vo，該正輸出電壓Vo具有對應(yīng)于第二輸入電壓VIN的n倍的電壓n×VIN。
圖6、7、8和9是按照圖5的OTA特性圖的區(qū)域說明圖4的升壓器的操作的圖。
第一，當(dāng)升壓器400的輸出電壓Vo低于通過從目標(biāo)電壓Vo_tar減去n倍的電壓范圍n·ΔVi而得到的電壓Vo_tar-n·ΔVi時，輸出電壓Vo如下所示。
Vo_tar-n·ΔVi＞Vo[等式5]Vo_tar/n-ΔVi＞Vo/n[等式4]Vd＝Vo_tar/n-Vo/n＞ΔVi因此，OTA 430的輸入電壓差Vd在圖6A所示的正電壓范圍ΔVi之外的范圍A中，從而OTA 430的輸出電流Io變?yōu)樽畲筝敵鲭娏鱅o_max。第一和第二輸入電壓VIN’和VIN具有通過用最大輸出電流Io_max除以輸入電容器440的電容Cin而得到的增量Io_max/Cin。因此，升壓單元460的輸出電壓Vo具有對應(yīng)于n·Io_max/Cin的斜率，并從初始輸出電壓Vinit變化到電壓Vo_tar-n·ΔVi，如圖6B所示。當(dāng)輸出電壓Vo低于目標(biāo)電壓Vo_tar時，可以控制輸入電容器440的電容Cin使得第一和第二輸入電壓VIN’和VIN能夠被快速地增加，以快速增加輸出電壓Vo。
第二，當(dāng)升壓器400的輸出電壓Vo高于電壓Vo_tar-n·ΔVi，但是低于目標(biāo)電壓Vo_tar時，輸出電壓Vo如下所示。
Vo_tar-n·ΔVi＜Vo＜Vo_tar[等式8]Vo_tar/n-ΔVi＜Vo/n＜Vo_tar/n[等式9]0≤Vd＝Vo_tar/n-Vo/n＜ΔVi因此，OTA 430的輸入電壓差Vd在圖7A所示的正電壓范圍ΔVi內(nèi)的范圍B中，從而OTA 430的輸出電流Io在0和最大輸出電流Io_max之間變化。輸入至升壓單元460的第二輸入電壓VIN按照通過用輸出電流Io除以輸入電容器440的電容Cin而得到的增量Io/Cin而增加。因此，升壓單元460的輸出電壓Vo增加至目標(biāo)電壓Vo_tar。但是，OTA 430的輸入電壓差Vd隨著輸出電壓Vo逼近目標(biāo)電壓Vo_tar而減少，從而第一和第二輸入電壓VIN’和VIN以及輸出電壓Vo的增加較小。因此，輸出電壓Vo的斜率n·Io/Cin逐漸減小以使得輸出電壓Vo平滑地收斂在目標(biāo)電壓Vo_tar，如圖7B所示。
第三，當(dāng)升壓器400的輸出電壓Vo高于目標(biāo)電壓Vo_tar，但是低于通過將n倍的電壓范圍n·ΔVi與目標(biāo)電壓Vo_tar相加而得到的電壓Vo_tar+n·ΔVi時，輸出電壓Vo如下所示。
Vo_tar＜Vo＜Vo_tar+n·ΔVi[等式11]Vo_tar/n＜Vo/n＜Vo_tar/n+ΔVi[等式12]-ΔVi≤Vd＝Vo_tar/n-Vo/n＜0因此，OTA 430的輸入電壓差Vd在圖8A所示的負電壓范圍ΔVi內(nèi)的范圍C中，從而OTA 430的輸出電流Io在負的最大輸出電流-Io_max和0之間變化。輸入至升壓單元460的第二輸入電壓VIN按照通過用輸出電流Io除以輸入電容器440的電容Cin而得到的斜率Io/Cin而減少。因此，升壓單元460的輸出電壓Vo減少至目標(biāo)電壓Vo_tar。但是，OTA 430的輸入電壓差Vd隨著輸出電壓Vo逼近目標(biāo)電壓Vo_tar而減少，從而第一和第二輸入電壓VIN’和VIN以及輸出電壓Vo的增加較小。因此，輸出電壓Vo的斜率-n·Io/Cin逐漸減小以使得輸出電壓Vo平滑地收斂在目標(biāo)電壓Vo_tar，如圖8B所示。當(dāng)輸出電壓Vo比目標(biāo)電壓Vo_tar稍高時，隨著輸出電壓Vo和目標(biāo)電壓Vo_tar之間的差變小，第一和第二輸入電壓VIN’和VIN的減少量變小，以最小化目標(biāo)電壓Vo_tar附近的波動。
第四，當(dāng)升壓器400的輸出電壓Vo高于通過將n倍的電壓范圍n·ΔVi與目標(biāo)電壓Vo_tar相加而得到的電壓Vo_tar+n·ΔVi時，輸出電壓Vo如下所示。
Vo_tar+n·ΔVi＜Vo[等式14]Vo_tar/n+ΔVi＜Vo/n[等式15]Vd＝Vo_tar/n-Vo/n＜-ΔVi因此，OTA 430的輸入電壓差Vd在圖9A所示的負電壓范圍ΔVi之外的范圍D中，從而OTA 430的輸出電流Io達到負的最大輸出電流-Io_max。第一和第二輸入電壓VIN’和VIN具有通過用負的最大輸出電流-Io_max除以輸入電容器440的電容Cin而得到的減少量-Io_max/Cin。因此，升壓單元460的輸出電壓Vo具有對應(yīng)于-n·Io_max/Cin的斜率，并從最大輸出電壓Vo_max變化到電壓Vo_tar+n·ΔVi，如圖9B所示。當(dāng)輸出電壓Vo高于目標(biāo)電壓Vo_tar時，可以控制輸入電容器440的電容Cin使得第一和第二輸入電壓VIN’和VIN能夠被快速地增加，以快速上升輸出電壓Vo。
圖6、7、8和9中所示的圖結(jié)合至圖10中所示的圖。
圖11是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的負電壓升壓器1100的框圖。參見圖11，升壓器1100包括串聯(lián)連接在輸出電壓Vo和1/n倍的目標(biāo)電壓-Vo_tar之間的第一和第二電阻器1110和1120；接收在第一和第二電阻器1110和1120之間的節(jié)點的電壓以及地電壓的OTA 1130；通過OTA1130的輸出電流Io充電的輸入電容器1140；接收在輸入電容器1140中充電的第一輸入電壓VIN’以生成第二輸入電壓VIN的緩沖器1150；以及n倍升壓單元1160，接收第二輸入電壓VIN并將接收的第二輸入電壓升高至第二輸入電壓的n倍以生成負輸出電壓Vo，其中n≥1。在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，可以實現(xiàn)負升壓器1100，其中n≥2。
第一電阻器1110具有電阻nR，其中R是參考電阻，第二電阻器1120具有參考電阻R。因此，第一和第二電阻器1110和1120之間的節(jié)點的電壓對應(yīng)于(Vo-Vo_tar)/n+1。OTA的輸出電流Io取決于分別施加到OTA 1130的正和負輸入端的電壓之間的差Vd而變化。OTA 1130具有線性特性，從而當(dāng)電壓差Vd在電壓范圍ΔVi內(nèi)時，OTA 1130的輸出電流Io與電壓差Vd成比例。OTA 1130具有飽和特性，從而當(dāng)電壓差Vd在電壓范圍ΔVi之外時，OTA 1130的輸出電流Io達到最大輸出電流Io_max，而與電壓差Vd無關(guān)。第一和第二電阻器1110和1120之間的節(jié)點電壓(Vo-Vo_tar)/(n+1)被施加到OTA 1130的正輸入端，地電壓被施加到負輸入端。
圖12、13、14和15是用于說明圖11的升壓器的操作的圖。
第一，當(dāng)負電壓升壓器1100的輸出電壓Vo高于通過將(n+1)倍的電壓范圍ΔVi與目標(biāo)電壓-Vo_tar相加而得到的電壓-Vo_tar+(n+1)·ΔVi時，輸出電壓Vo如下所示。
Vo_tar+(n+1)·ΔVi＞Vo[等式17]Vo_tar/(n+1)+ΔVi＞Vo/(n+1)[等式18]Vd＝(Vo_tar-Vo)/(n+1)＞ΔVi因此，OTA 1130的輸入電壓差Vd在圖12A所示的正電壓范圍ΔVi之外的范圍A中，從而OTA 1130的輸出電流Io變?yōu)樽畲筝敵鲭娏鱅o_max。第一和第二輸入電壓VIN’和VIN具有通過用最大輸出電流Io_max除以輸入電容器1140的電容Cin而得到的減少量Io_max/Cin。因此，升壓單元1160的輸出電壓Vo具有對應(yīng)于-n·Io_max/Cin的負斜率，并從負的最大輸出電壓-Vo_max變化到電壓-Vo_tar+(n+1)·ΔVi，如圖12B所示。當(dāng)輸出電壓Vo高于負目標(biāo)電壓-Vo_tar時，可以控制輸入電容器1140的電容Cin使得第一和第二輸入電壓VIN’和VIN能夠被快速地減少，以快速減少輸出電壓Vo。
第二，當(dāng)升壓器1100的輸出電壓Vo低于電壓-Vo_tar+(n+1)·ΔVi，但是高于目標(biāo)電壓-Vo_tar時，輸出電壓Vo如下所示。
Vo_tar＜Vo＜Vo_tar+(n+1)·ΔVi[等式20]
Vo_tar/(n+1)＜Vo/(n+1)＜Vo_tar/(n+1)+ΔVi[等式21]0≤Vd＝(Vo_tar-Vo)/(n+1)＜ΔVi因此，OTA 1130的輸入電壓差Vd在圖13A所示的正電壓范圍ΔVi內(nèi)的范圍B中，從而OTA 1130的輸出電流Io在0和最大輸出電流Io_max之間變化。輸入至升壓單元1160的第二輸入電壓VIN按照通過用輸出電流Io除以輸入電容器1140的電容Cin而得到的斜率Io/Cin而減少。因此，升壓單元1160的輸出電壓Vo減少至目標(biāo)電壓-Vo_tar。但是，OTA 1130的輸入電壓差Vd隨著輸出電壓Vo逼近目標(biāo)電壓-Vo_tar而減少，從而第一和第二輸入電壓VIN’和VIN以及輸出電壓Vo的減少較小。因此，輸出電壓Vo的斜率-n·Io/Cin逐漸減小以使得輸出電壓Vo平滑地收斂在目標(biāo)電壓-Vo_tar，如圖13B所示。
第三，當(dāng)升壓器1100的輸出電壓Vo高于通過從目標(biāo)電壓-Vo_tar減去(n+1)倍的電壓范圍(n+1)·ΔVi而得到的電壓-Vo_tar-(n+1)·ΔVi，但是低于目標(biāo)電壓-Vo_tar時，輸出電壓Vo如下所示。
Vo_tar-(n+1)·ΔVi＜Vo＜Vo_tar[等式23]Vo_tar/(n+1)-ΔVi＜Vo/(n+1)＜Vo_tar/(n+1)[等式24]-ΔVi≤Vd＝(Vo_tar-Vo)/(n+1)＜0因此，OTA 1130的輸入電壓差Vd在圖14A所示的負電壓范圍ΔVi內(nèi)的范圍C中，從而OTA 1130的輸出電流Io在負的最大輸出電流-Io_max和0之間變化。輸入至升壓單元1160的第二輸入電壓VIN按照通過用輸出電流Io除以輸入電容器1140的電容Cin而得到的斜率Io/Cin而增加。因此，升壓單元1160的輸出電壓Vo增加至目標(biāo)電壓-Vo_tar。但是，OTA 1130的輸入電壓差Vd隨著輸出電壓Vo逼近目標(biāo)電壓-Vo_tar而減少，從而第一和第二輸入電壓VIN’和VIN以及輸出電壓Vo的增加較小。因此，輸出電壓Vo的斜率逐漸減小以使得輸出電壓Vo平滑地收斂在目標(biāo)電壓-Vo_tar，如圖14B所示。這里，當(dāng)輸出電壓Vo比目標(biāo)電壓-Vo_tar稍低時，隨著輸出電壓Vo和目標(biāo)電壓-Vo_tar之間的差變小，第一和第二輸入電壓VIN’和VIN的增加量變小，以最小化目標(biāo)電壓-Vo_tar附近的波動。
第四，當(dāng)升壓器1100的輸出電壓Vo低于通過從目標(biāo)電壓-Vo_tar減去(n+1)倍的電壓范圍(n+1)·ΔVi而得到的電壓-Vo_tar-(n+1)·ΔVi時，輸出電壓Vo如下所示。
Vo＜Vo_tar-(n+1)·ΔVi[等式26]Vo/(n+1)＜Vo_tar/(n+1)-ΔVi[等式27]Vd＝(Vo_tar-Vo)/(n+1)＜-ΔVi因此，OTA 1130的輸入電壓差Vd在圖15A所示的負電壓范圍ΔVi之外的范圍D中，從而OTA 1130的輸出電流Io變?yōu)樨摰淖畲筝敵鲭娏?Io_max。第一和第二輸入電壓VIN’和VIN具有通過用負的最大輸出電流Io_max除以輸入電容器1140的電容Cin而得到的增量-Io_max/Cin。因此，升壓單元1160的輸出電壓Vo具有對應(yīng)于n·Io_max/Cin的正斜率，并從負的初始輸出電壓-Vinit變化到電壓-Vo_tar-(n+1)·ΔVi，如圖15B所示。當(dāng)輸出電壓Vo低于目標(biāo)電壓-Vo_tar時，可以控制輸入電容器1140的電容Cin使得第一和第二輸入電壓VIN’和VIN能夠被快速地增加，以快速增加輸出電壓Vo。
圖12、13、14和15中所示的圖結(jié)合至圖16中所示的圖。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的正電壓升壓器400和負電壓升壓器1100生成穩(wěn)定的目標(biāo)電壓，而沒有任何由于寄生電阻或負載電流而造成的電壓降。
盡管已經(jīng)為了圖解說明的目的參考附圖描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)明處理和裝置并不因此而被解釋為限制。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見地，在不背離如所附權(quán)利要求(權(quán)利要求的等價物包含在內(nèi))限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對前述的示例性實施例做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種正電壓升壓器，包括運算跨導(dǎo)放大器OTA，其具有正和負輸入端，并響應(yīng)于正和負輸入端之間的電壓差而生成輸出電流，正輸入端接收通過用升壓器的目標(biāo)輸出電壓除以n得到的電壓，負輸入端接收通過用升壓器的輸出電壓除以n得到的電壓；輸入電容器，由OTA的輸出電流充電以生成第一輸入電壓；緩沖器，接收第一輸入電壓和輸出第二輸入電壓；和升壓單元，將第二輸入電壓升高至第二輸入電壓的n倍以生成輸出電壓，其中n≥1。
2.如權(quán)利要求1所述的正電壓升壓器，其中所述緩沖器輸出具有高電流能力的、與第一輸入電壓相等的第二輸入電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的正電壓升壓器，其中所述緩沖器包括提供近似單位增益的模擬緩沖器。
4.如權(quán)利要求1所述的正電壓升壓器，其中所述升壓單元包括電荷泵，其接收第二輸入電壓以生成輸出電壓。
5.一種正電壓升壓器，包括串聯(lián)連接在升壓器的輸出電壓和地電壓之間的第一和第二電阻器；運算跨導(dǎo)放大器OTA，其具有正和負輸入端，并響應(yīng)于正和負輸入端之間的電壓差而生成輸出電流，正輸入端接收通過用升壓器的目標(biāo)輸出電壓除以n得到的電壓，負輸入端連接到第一和第二電阻器之間的節(jié)點；輸入電容器，由OTA的輸出電流充電以生成第一輸入電壓；緩沖器，接收第一輸入電壓和輸出第二輸入電壓；和升壓單元，將第二輸入電壓升高至第二輸入電壓的n倍以生成輸出電壓，其中n≥1。
6.如權(quán)利要求5所述的正電壓升壓器，其中所述第一電阻器具有電阻(n-1)R，其中R是參考電阻，第二電阻器具有參考電阻R。
7.如權(quán)利要求5所述的正電壓升壓器，其中所述緩沖器輸出具有高電流能力的、與第一輸入電壓相等的第二輸入電壓。
8.如權(quán)利要求5所述的正電壓升壓器，其中所述緩沖器包括提供近似單位增益的模擬緩沖器。
9.如權(quán)利要求5所述的正電壓升壓器，其中所述升壓單元包括電荷泵，其接收第二輸入電壓以生成輸出電壓。
10.一種負電壓升壓器，包括運算跨導(dǎo)放大器OTA，其具有正和負輸入端，并響應(yīng)于正和負輸入端之間的電壓差而生成輸出電流，正輸入端接收通過用從升壓器的輸出電壓減去升壓器的目標(biāo)輸出電壓得到的電壓除以n+1得到的電壓，負輸入端接收地電壓；輸入電容器，由OTA的輸出電流充電以生成第一輸入電壓；緩沖器，接收第一輸入電壓和輸出第二輸入電壓；和升壓單元，將第二輸入電壓升高至第二輸入電壓的n倍以生成輸出電壓，其中n≥1。
11.如權(quán)利要求10所述的負電壓升壓器，其中所述緩沖器輸出與第一輸入電壓相等的第二輸入電壓。
12.如權(quán)利要求10所述的負電壓升壓器，其中所述緩沖器包括提供近似單位增益的模擬緩沖器。
13.如權(quán)利要求10所述的負電壓升壓器，其中所述升壓單元包括電荷泵，其接收第二輸入電壓以生成輸出電壓。
14.如權(quán)利要求10所述的負電壓升壓器，其中n≥2。
15.一種負電壓升壓器，包括串聯(lián)連接在升壓器的輸出電壓和通過將升壓器的負目標(biāo)輸出電壓除以n得到的電壓之間的第一和第二電阻器；運算跨導(dǎo)放大器OTA，其具有正和負輸入端，并響應(yīng)于正和負輸入端之間的電壓差而生成輸出電流，正輸入端連接至第一和第二電阻器之間的節(jié)點，負輸入端接收地電壓；輸入電容器，由OTA的輸出電流充電以生成第一輸入電壓；緩沖器，接收第一輸入電壓和輸出第二輸入電壓；和升壓單元，將第二輸入電壓升高至第二輸入電壓的n倍以生成輸出電壓，其中n≥1。
16.如權(quán)利要求15所述的負電壓升壓器，其中所述第一電阻器具有電阻(n-1)R，其中R是參考電阻，第二電阻器具有參考電阻R。
17.如權(quán)利要求15所述的負電壓升壓器，其中所述緩沖器輸出與第一輸入電壓相等的第二輸入電壓。
18.如權(quán)利要求15所述的負電壓升壓器，其中所述緩沖器包括提供近似單位增益的模擬緩沖器。
19.如權(quán)利要求15所述的負電壓升壓器，其中所述升壓單元包括電荷泵，其接收第二輸入電壓以生成輸出電壓。
20.如權(quán)利要求15所述的負電壓升壓器，其中n≥2。
全文摘要
提供一種通過輸入電壓自適應(yīng)地控制的升壓器。該升壓器包括運算跨導(dǎo)放大器(OTA)，其具有正和負輸入端，并響應(yīng)于正和負輸入端之間的電壓差而生成輸出電流。OTA的正輸入端接收通過用升壓器的目標(biāo)輸出電壓除以n得到的電壓，OTA的負輸入端接收通過用升壓器的輸出電壓除以n得到的電壓。OTA的輸出電流對輸入電容器進行充電，以生成第一輸入電壓。緩沖器接收第一輸入電壓和輸出第二輸入電壓。第二輸入電壓被輸入至升壓單元，以生成具有與第二輸入電壓的n倍相等的電壓的輸出電壓，其中n≥1。
文檔編號H02M3/07GK1835363SQ20061006786
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者鄭圭榮 申請人:三星電子株式會社