高速片上CMOS电荷泵分析

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1、哈尔滨理工大学工学硕十学位论文Theon-chipchargepumpsystemhasmanyadvantagesofthevoltagerisingrapidlyandthecircuitimplementedeasily．RcanprovidegeneralvoltageandhighvoltageforEEPROMtoread，writeanderase．Rcanbeusedinthechipsthatneedfastspeedofreadingandwriting．KeywordsChargePump；DicksonCircuit；EEPROM；Vol

2、tageControlledOscillator；RiseTime-III—哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《：高速片上CMOS电荷泵研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：穆耗瑕日期：罕008年弓月l。日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《高速片上CMOS电荷泵研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士

3、学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密面。(请在以上相应方框内打’，)作者签名：静男日期：200矗年多月，。El靳繇陟112f嗍2。。孑年弓刖日哈尔滨理工大学T学硕士学位论文1．1课题背景第1章绪论当今世界，人们的生活已

4、经片刻离不开电子设备。电源管理芯片可以说是电子设备的生命之源，它在电子设备中担负起对电能的变换、分配、检测及其它电能管理的职责．电源管理芯片对电子系统而言是不可缺少的，其性能的优劣对整机的性能有直接的影响【n。目前，在电源半导体市场占据统治地位的仍然是1’I、飞兆半导体、国际整流器、国家半导体、安森美、凌特和ADI等国际巨头[2,31。近年来，中国大陆和台湾地区的技术供应商靠各自产业优势，不断切入电源管理半导体市场，逐渐在中低端应用领域中站稳了脚根。中国作为全球电源管理市场重要的组成部分，无疑将成为各大厂商争夺的焦点。据中国权威11r研究与咨询机构赛迪咨询(CC

5、IDConsulting)提供的数据，2006年中国功率IC市场依然保持一如既往的高增长率，市场销售额达272．1亿元，2002年-2006年实现复合增长率30．1％。赛迪顾问认为，未来几年中国功率IC市场有几个明显的增长点，包括数字电视、3G产品和便携设备等。从应用环境来看，2008年奥运会、节能需求和中国政府对于芯片行业的鼓励政策仍将刺激功率IC市场的发展[41．电荷泵作为电源家族的一员，以其所需电压不高、占用PC板面积小、低功率、低成本、操作简单等优势，成为各厂家的首选【5，61，在很多电子产品，如手持式计算机、移动通信装置、视频或音频产品、照相机、医疗仪

6、器及测试仪器与汽车电子领域中，都成为不可缺少的一部分。随着电子信息时代的来临，对电荷泵电源的需求也在与日俱增。仅以笔记本计算机、手机电缆和手机显示板用到的系统芯片为例，其用量就极为可观。以手机为例，2007年8月赛迪咨询(CCIDConsulting)发布报告称，今年内中国手机销售总量将达到1．51399亿部，比上年增长26．9％1n。这说明手机LCD背光驱动电荷泵的需求量就达上亿片，而每片的价格大约为lO元，每年的市场需求就约为亿元。由此可见，电荷泵电源市场前景非常可观。然而，电荷泵属于纯模拟性质的电路，且涉及高压，它需要严格满足芯片对功耗和面积的要求。因此在

7、设计电荷泵电路时，需要周密的设计技术，透彻的半导体器件分析，审慎的设计布局规划，准确的寄生提取工艺，才可以在实哈尔滨理_[大学工学硕．I：学位论文际的硅片操作时生产出性能优越的产品。因此，对高性能电荷泵的研究与设计仍然是一个热门话题。1．2电荷泵的种类及应用1．2．1电荷泵的种类电荷泵按结构可分为以下3类：电感开关式电荷泵，如图l—la)所示；无电压调整电容式电荷泵，如图1．1b)所示；带电压调整电容式电荷泵，如图1-lc)所示。a)电感开关式电荷泵a)Inductorswitch-modechargepump”无电压调整电容式电荷泵c)带电压调整电容式电荷泵b

8、)Capacitance