CN113702686B - 一种无损电荷泵电压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无损电荷泵电压检测电路，将电荷泵的电压通过栅极引出来，然后在电源电压域完成电压的检测。由于栅极是没有直流通路的，所以这部分是无损耗的。由于一般来说电荷泵的电压比电源电压高，相当于要用一个低电压电路去检测一个高电压。本发明所述无损电荷泵电压检测电路，能精确控制电荷泵的输出电压。该电压检测电路检测电荷泵的输出电压VCP，当VCP电压达到设定目标值后，电压检测电路发出ENABLE信号，关闭电荷泵电路，如果VCP没有达到目标值，则电荷泵继续工作，直到VCP达到目标值。该电压检测电路是在电荷泵之外工作的，不会消耗电荷泵上的电荷，对于电荷泵来说是一种无损的电压检测。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种无损电荷泵电压检测电路及检测方法。
背景技术
电荷泵产生电路需要电荷泵电压检测电路来控制电荷泵的输出电压。由于低功耗的要求，电荷泵需要尽量减小，特别是电荷泵本身的输出功耗很小的情况下，更是希望电荷泵本身的静态功耗越小越好。电荷泵电压检测电路会消耗一部分电流，这部分电流越大，电荷泵就需要不断的启动，去补充检测电路损失掉的电荷，相当于电荷泵的负载变大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无损电荷泵电压检测电路，消除检测电路对电荷泵的影响，让电荷泵的电荷尽量保持住，减小电荷泵的工作时间。
为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：所述无损电荷泵电压检测电路连接电荷泵的输出电压VCP，电压检测电路的输出端为ENABLE信号输出端，用以发出关闭电荷泵电路的信号。
进一步地，所述无损电荷泵电压检测电路包括MOS管M0～M8，MOS管M0的栅极连接电荷泵的输出电压VCP，MOS管M0的漏极连接MOS管M5的源极、MOS管M4的源极、MOS管M8的漏极和栅极，MOS管M0的源极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接MOS管M6的漏极和栅极以及MOS管M7的栅极，MOS管M6的源极和MOS管M7的源极接地，MOS管M7的漏极连接MOS管M5的漏极，MOS管M5的栅极连接MOS管M4的栅极、漏极和MOS管M3的漏极，MOS管M3的栅极连接运算放大器A1输出端，MOS管M3的源极连接MOS管M2的漏极和运算放大器A1的第一输入端，运算放大器A1的第二输入端连接电阻R2的一端和MOS管M1的漏极，电阻R2的另一端连接MOS管M8的源极，MOS管M8的漏极和栅极与MOS管M4的源极连接，MOS管M2的源极和MOS管M1的源极接地，MOS管M2的栅极和MOS管M1的栅极连接电压VB。
进一步地，所述MOS管M5的漏极和MOS管M7的漏极之间为ENABLE信号端。
进一步地，所述电阻R1为一个电阻 或多个电阻串联而成。
进一步地，所述电阻R2为一个电阻 或多个电阻串联而成。
本发明的优点具体如下：
（1）本发明所述无损电荷泵电压检测电路是在电荷泵之外工作的，不会消耗电荷泵上的电荷，对于电荷泵来说是一种无损的电压检测；
（2）本发明能精确控制电荷泵的输出电压，当VCP电压达到设定目标值后，电压检测电路发出ENABLE信号，关闭电荷泵电路，如果VCP没有达到目标值，则电荷泵继续工作，直到VCP达到目标值。
附图说明
图1为本发明所述无损电荷泵电压检测方法的示意图。
图2为本发明所述无损电荷泵电压检测电路的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明所述无损电荷泵电压检测电路，将电荷泵的电压通过栅极引出来，然后在电源电压域完成电压的检测。由于栅极是没有直流通路的，所以这部分是无损耗的。由于一般来说电荷泵的电压比电源电压高，相当于要用一个低电压电路去检测一个高电压。
本发明所述无损电荷泵电压检测电路，能精确控制电荷泵的输出电压。该电压检测电路检测电荷泵的输出电压VCP，当VCP电压达到设定目标值后，电压检测电路发出ENABLE信号，关闭电荷泵电路，如果VCP没有达到目标值，则电荷泵继续工作，直到VCP达到目标值。该电压检测电路是在电荷泵之外工作的，不会消耗电荷泵上的电荷，对于电荷泵来说是一种无损的电压检测。
如图2所示，本发明所述无损电荷泵电压检测电路，包括MOS管M0～M8，MOS管M0的栅极连接电荷泵的输出电压VCP，MOS管M0的漏极连接MOS管M5的源极、MOS管M4的源极、MOS管M8的漏极和栅极，MOS管M0的源极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接MOS管M6的漏极和栅极以及MOS管M7的栅极，MOS管M6的源极和MOS管M7的源极接地，MOS管M7的漏极连接MOS管M5的漏极，MOS管M5的栅极连接MOS管M4的栅极、漏极和MOS管M3的漏极，MOS管M3的栅极连接运算放大器A1输出端，MOS管M3的源极连接MOS管M2的漏极和运算放大器A1的第一输入端，运算放大器A1的第二输入端连接电阻R2的一端和MOS管M1的漏极，电阻R2的另一端连接MOS管M8的源极，MOS管M8的漏极和栅极与MOS管M4的源极连接，MOS管M2的源极和MOS管M1的源极接地，MOS管M2的栅极和MOS管M1的栅极连接电压VB；
所述MOS管M5的漏极和MOS管M7的漏极之间为ENABLE信号端。
本发明的工作原理：
当电源电压VDD固定时，I1的电流由VB控制，控制方法是：通过将M1 配置在线性区间，M1 源漏之间的导通电阻就可以由VB电压来调节。这样当VDD一定时，I1之路的电阻可以用VB来调节，也就是I1的大小就可以通过VB来设定。
由于A1的钳位作用，X电压等于Y电压，使得M1和M2具有相同的工作状态，I2的电流和I1之间的比例关系，由M1和M2的尺寸比列决定。一种典型的设置是让I1等于I2。M5中的电流是I2的镜像。
当电源电压VDD固定时，I0的电流由VCP控制。方法是：通过将M0 配置在线性区间，M0 源漏之间的导通电阻就可以由VCP电压来调节。这样当VDD一定时，I0之路的电阻可以用VCP来调节，也就是I0的大小就可以通过VCP来设定。
I1之路和I0之路的电路结构是一样的，只是器件的位置不同。I1的电流大小由M1的栅源电压，VB到GND的电压设定，I0的电流大小由M0的栅源电压。VB=VCP-VDD-VDS_M0的电压设定，其中VDS_M0为M0的源漏电压。当配置M0的尺寸，调节电阻的大小，使得VDS_M0远小于VDD。那么VCP-VDD-VDS_M0可以近似为VCP-VDD。
当I1=I0时，意味着VB=VCP-VDD。从而实现通过VB控制VCP。
当I0大于I1的时候,意味着VCP-VDD>VB，ENABLE输出ENABLE为低，电荷泵停止工作。VCP停止上升。
当I0小于I1的时候，意味着VCP-VDD<VB ,ENABLE输出ENABLE为高，电荷泵工作。VCP继续上升，直到I0大于I1，电荷泵停止工作。
以上对本申请所提供的一种无损电荷泵电压检测电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (3)
1.一种无损电荷泵电压检测电路，其特征在于：所述电压检测电路连接电荷泵的输出电压VCP，电压检测电路的输出端为ENABLE信号输出端，用以发出关闭电荷泵电路的信号，所述电压检测电路包 括MOS管M0～M8，MOS管M0的栅极连接电荷泵的输出电压VCP，MOS管M0的漏极连接MOS管M5的 源极、MOS管M4的源极、MOS管M8的漏极和栅极，MOS管M0的源极连接电阻R1的一端，电阻R1的 另一端连接MOS管M6的漏极和栅极以及MOS管M7的栅极，MOS管M6的源极和MOS管M7的源极接 地，MOS管M7的漏极连接MOS管M5的漏极，MOS管M5的栅极连接MOS管M4的栅极、漏极和MOS管 M3的漏极，MOS管M3的栅极连接运算放大器A1输出端，MOS管M3的源极连接MOS管M2的漏极和 运算放大器A1的第一输入端，运算放大器A1的第二输入端连接电阻R2的一端和MOS管M1的 漏极，电阻R2的另一端连接MOS管M8的源极，MOS管M8的漏极和栅极与MOS管M4的源极连接， MOS管M2的源极和MOS管M1的源极接地，MOS管M2的栅极和MOS管M1的栅极连接电压VB，所述MOS管M5的漏极和MOS管M7的漏极之间为ENABLE信号端。
2.根据权利要求1所述的无损电荷泵电压检测电路，其特征在于：所述电阻R1为一个电阻 或多个电阻串联而成。
3.根据权利要求1所述的无损电荷泵电压检测电路，其特征在于：所述电阻R2为一个电阻 或多个电阻串联而成。
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