一种具有快速启动功能的负压产生电路的制作方法

本发明属于集成电路设计与制造领域，具体涉及一种具有快速启动功能的负压产生电路。

背景技术：

1、随着通讯系统的迅速发展，射频系统对射频开关芯片的要求越来越高。线性度是射频开关芯片的重要指标，线性度越高，射频开关的功率处理能力越强。当开关管关断时，在开关管的栅极提供负压偏置可以显著的提高射频开关的线性度。如何快速的产生稳定的负压成为射频开关设计的重点和难点之一。

技术实现思路

1、为此，本发明提出了一种具有快速启动功能的负压产生电路，相比于传统的负压产生电路，能够产生相同大小的稳定负压，该电路所用的时间更少，从而可以减小负压开关切换的时间间隔。

2、本发明的一种具有快速启动功能的负压产生电路，包括振荡器、时钟缓冲器、电荷泵以及负压检测电路；振荡器的输出端连接时钟缓冲器的输入端，时钟缓冲器的输出端连接电荷泵的输入端，电荷泵的输出端输出稳定的负压；同时，电荷泵的输出端连接负压检测电路的输入端，负压检测电路的输出端输出使能信号，该使能信号控制振荡器的振荡频率。

3、振荡器包括：i1～i5五个反相器，p1～p4四个pmos管，m1～m6六个nmos管，开关s1、s2，电阻对r1、r2和电容c；p1、m1的源极连接p4、m4的栅极，m5的源极和p2、m2的栅极，p2、m2的源极连接m6的源极和p1、m1的栅极；p4、m4的源极连接i4的输入端和p3、m3的栅极，p4、m4的栅极连接m5的源极；p3、m3的源极连接i1、i2的输入端和电容c的上极板，i1的输出端连接m6的栅极，i2的输出端连接i3的输入端，i3的输出端连接m5的栅极；电阻对r1上方电阻一端连接电源vcc，另一端连接p3的源极，下方电阻一端连接地gnd，另一端连接m3的源极；电阻对r2上方电阻一端连接电源vcc，另一端通过s1连接p3的源极，下方电阻一端连接地gnd，另一端通过s2连接m3的源极；s1、s2的导通或关断由使能信号en控制，i4的输出端连接i5的输入端，i5的输出端作为振荡器的输出端。

4、时钟缓冲器包括两个与非门和十七个反相器；输入信号in输入到反相器i10的输入端和与非门i1的第一输入端，i1的第二输入端连接反相器i19的输出端，i1的输出端连接反相器i2的输入端；反相器i2～i9同向串联连接，i9的输出端作为电荷泵的第一输入端，并且连接与非门i11的第一输入端，i11的第二输入端连接反相器i10的输出端，i11的输出端连接反相器i12的输入端；反相器i12～i19串联连接，i19的输出端作为时电荷泵的第二输入端。

5、电荷泵包括四个pmos管p1～p4，四个nmos管m1～m4，五个电容cp1、cp2、cp3、cp4、cl；第一输入端clk1通过电容cp1连接p1、m1的漏极和p2、m2的栅极，通过电容cp4连接p4、m4的漏极和p3、m3的栅极，第二输入端clk2通过电容cp2连接p2、m2的漏极和p1、m1的栅极，通过电容cp3连接p3、m3的漏极和p4、m4的栅极，p1、p2的源极连接到地，m1、p3共源连接，m2、p4共源连接，m3、m4共源连接作为电荷泵电路的输出端，并通过电容cl连接到地。

6、负压检测电路包括五个pmos管p1～p5，七个nmos管m1～m7，两个电阻r1、r2；电阻r1、r2串联连接，一端连接电源vcc，另一端连接m1的漏极，m1的栅极连接到地，源极作为输入端连接负压产生电路的输出端，r1、r2的中心抽头连接p1、m2的栅极，p1、m2共漏连接p2、m3的漏极和p3、m5的栅极，p3、m5共漏连接p2、p4、m3、m4、m6的栅极，m3的源极连接m4的漏极，p4、m6共漏连接p5、m7的栅极。p5、m7的漏极作为负压检测电路的输出端，p1～p5的源极连接电源电压vcc，m2、m4、m5、m6、m7的源极连接到地。

7、mos管采用2.5v工艺，电源电压vcc采用2.5v，电荷泵稳定后输出负压为-3v。

8、本发明的有益效果在于

9、实现了负压产生电路中负压的快速建立，使得负压的建立时间大大缩短。

技术特征：

1.一种具有快速启动功能的负压产生电路，其特征在于：包括振荡器、时钟缓冲器、电荷泵以及负压检测电路；振荡器的输出端连接时钟缓冲器的输入端，时钟缓冲器的输出端连接电荷泵的输入端，电荷泵的输出端输出稳定的负压；同时，电荷泵的输出端连接负压检测电路的输入端，负压检测电路的输出端输出使能信号，该使能信号控制振荡器的振荡频率。

2.根据权利要求1所述的一种具有快速启动功能的负压产生电路，其特征在于：所述振荡器包括：i1～i5五个反相器，p1～p4四个pmos管，m1～m6六个nmos管，开关s1、s2，电阻对r1、r2和电容c；p1、m1的源极连接p4、m4的栅极，m5的源极和p2、m2的栅极，p2、m2的源极连接m6的源极和p1、m1的栅极；p4、m4的源极连接i4的输入端和p3、m3的栅极，p4、m4的栅极连接m5的源极；p3、m3的源极连接i1、i2的输入端和电容c的上极板，i1的输出端连接m6的栅极，i2的输出端连接i3的输入端，i3的输出端连接m5的栅极；电阻对r1上方电阻一端连接电源vcc，另一端连接p3的源极，下方电阻一端连接地gnd，另一端连接m3的源极；电阻对r2上方电阻一端连接电源vcc，另一端通过s1连接p3的源极，下方电阻一端连接地gnd，另一端通过s2连接m3的源极；s1、s2的导通或关断由使能信号en控制，i4的输出端连接i5的输入端，i5的输出端作为振荡器的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种具有快速启动功能的负压产生电路，其特征在于：所述时钟缓冲器包括两个与非门和十七个反相器；输入信号in输入到反相器i10的输入端和与非门i1的第一输入端，i1的第二输入端连接反相器i19的输出端，i1的输出端连接反相器i2的输入端；反相器i2～i9同向串联连接，i9的输出端作为电荷泵的第一输入端，并且连接与非门i11的第一输入端，i11的第二输入端连接反相器i10的输出端，i11的输出端连接反相器i12的输入端；反相器i12～i19串联连接，i19的输出端作为时电荷泵的第二输入端。

4.根据权利要求1所述的一种具有快速启动功能的负压产生电路，其特征在于：所述电荷泵包括四个pmos管p1～p4，四个nmos管m1～m4，五个电容cp1、cp2、cp3、cp4、cl；第一输入端clk1通过电容cp1连接p1、m1的漏极和p2、m2的栅极，通过电容cp4连接p4、m4的漏极和p3、m3的栅极，第二输入端clk2通过电容cp2连接p2、m2的漏极和p1、m1的栅极，通过电容cp3连接p3、m3的漏极和p4、m4的栅极，p1、p2的源极连接到地，m1、p3共源连接，m2、p4共源连接，m3、m4共源连接作为电荷泵电路的输出端，并通过电容cl连接到地。

5.根据权利要求1所述的一种具有快速启动功能的负压产生电路，其特征在于：所述负压检测电路包括五个pmos管p1～p5，七个nmos管m1～m7，两个电阻r1、r2；电阻r1、r2串联连接，一端连接电源vcc，另一端连接m1的漏极，m1的栅极连接到地，源极作为输入端连接负压产生电路的输出端，r1、r2的中心抽头连接p1、m2的栅极，p1、m2共漏连接p2、m3的漏极和p3、m5的栅极，p3、m5共漏连接p2、p4、m3、m4、m6的栅极，m3的源极连接m4的漏极，p4、m6共漏连接p5、m7的栅极。p5、m7的漏极作为负压检测电路的输出端，p1～p5的源极连接电源电压vcc，m2、m4、m5、m6、m7的源极连接到地。

6.根据权利要求1所述的一种具有快速启动功能的负压产生电路，其特征在于：mos管采用2.5v工艺，电源电压vcc采用2.5v，电荷泵稳定后输出负压为-3v。

技术总结
随着通讯系统的迅速发展，射频系统对射频开关芯片的要求越来越高，如何快速的产生稳定的负压成为射频开关设计的重点和难点之一。本发明提出了一种具有快速启动功能的负压产生电路，包括振荡器、时钟缓冲器、电荷泵以及负压检测电路；振荡器的输出端连接时钟缓冲器的输入端，时钟缓冲器的输出端连接电荷泵的输入端，电荷泵的输出端输出稳定的负压；同时，电荷泵的输出端连接负压检测电路的输入端，负压检测电路的输出端输出使能信号，该使能信号控制振荡器的振荡频率。相比于传统的负压产生电路，能够产生相同大小的稳定负压，该电路所用的时间更少，从而可以减小负压开关切换的时间间隔。

技术研发人员：张天,周阳阳,张浩
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16