1.一種帶動態校準的電荷泵電路,其特征在于,包括:電荷泵主體電路(1)、放電電流補償電路(2)以及動態校準電路(3),其中,所述電荷泵主體電路(1)的信號輸出端分別接所述放電電流補償電路(2)的信號輸入端以及所述動態校準電路(3)的信號輸入端,所述放電電流補償電路(2)的信號輸出端分別接所述電荷泵主體電路(1)的信號輸入端以及所述動態校準電路(3)的信號輸入端,所述動態校準電路(3)的信號輸出端分別接所述電荷泵主體電路(1)的信號輸入端以及所述放電電流補償電路(2)的信號輸入端,所述動態校準電路(3)為所述電荷泵主體電路(1)提供動態反饋校準信號,所述放電電流補償電路(2)為所述電荷泵主體電路(1)的放電電流提供一個補償電流,從而實現一種帶動態校準的電荷泵電路。
2.根據權利要求1所述的一種帶動態校準的電荷泵電路,其特征在于,所述電荷泵主體電路(1)包括:pmos管m7、pmos管m8、nmos管m9、nmos管m10、nmos管m11、pmos管m12、nmos管m13、pmos管m14、pmos管m15、nmos管m16、pmos管m17、nmos管m18以及放大器op1,其中pmos管m7的源極與外部電源vdd相連,pmos管m7的漏極與pmos管m8的源極相連,pmos管m8的漏極分別與nmos管m11的漏極、pmos管m12的源極、nmos管m13的漏極以及pmos管m14的源極相連,nmos管m11的柵極與信號端up相連,pmos管m12的柵極分別與nmos管m13的柵極以及信號端upb相連,nmos管m11的源極分別與pmos管m12的漏極、放大器op1的反向輸入端、放大器op1的輸出端、pmos管m15的源極以及nmos管m16的漏極相連,pmos管m15的柵極與信號端dnb相連,nmos管m16的柵極分別與pmos管m17的柵極以及信號端dn相連,pmos管m14的柵極與信號端up相連,nmos管m13的源極分別與pmos管m14的漏極、pmos管m17的源極、nmos管m18的漏極、放大器op1的同向輸入端、放大器op3的同向輸入端、放大器op4的同向輸入端、放大器op2的反向輸入端以及電路輸出端vcp相連,nmos管m18的柵極與信號端dnb相連,pmos管m17的漏極分別與nmos管m18的源極、pmos管m15的漏極、nmos管m16的源極以及nmos管m9的漏極相連,nmos管m9的源極與nmos管m10的漏極相連,nmos管m10的源極與外部地gnd相連。
3.根據權利要求1所述的一種帶動態校準的電荷泵電路,其特征在于,所述放電電流補償電路(2)包括:nmos管m23、nmos管m24、pmos管m25、nmos管m26、nmos管m27、pmos管m28、pmos管m29、nmos管m30、pmos管m31、pmos管m32、放大器op3以及放大器op4,其中pmos管m28的源極分別與pmos管m31的源極以及外部電源vdd相連,pmos管m28的漏極分別與pmos管m28的柵極、pmos管m31的柵極以及pmos管m29的源極相連,pmos管m29的漏極分別與pmos管m29的柵極、pmos管m32的柵極以及nmos管m30的漏極相連,nmos管m30的柵極與信號端vb2相連,nmos管m30的源極分別與放大器op4的輸出端以及放大器op4的反向輸入端相連,放大器op3的反向輸入端分別與放大器op3的輸出端以及pmos管m25的源極相連,pmos管m25的柵極與信號端vb1相連,pmos管m25的漏極分別與nmos管m26的漏極、nmos管m26的柵極以及nmos管m23的柵極相連,nmos管m26的源極分別與nmos管m27的漏極、nmos管m27的柵極以及nmos管m24的柵極相連,nmos管m27的源極分別與nmos管m24的源極以及外部地gnd相連,pmos管m31的漏極與pmos管m32的源極相連,nmos管m23的源極與nmos管m24的漏極相連。
4.根據權利要求1所述的一種帶動態校準的電荷泵電路,其特征在于,所述動態校準電路(3)包括:pmos管m1、pmos管m2、pmos管m3、pmos管m4、nmos管m5、nmos管m6、pmos管m19、pmos管m20、nmos管m21、nmos管m22、放大器op2以及電容c0,其中pmos管m1的源極分別與pmos管m3的源極、pmos管m19的源極以及外部電源vdd相連,pmos管m1的漏極與pmos管m2的源極相連,pmos管m2的漏極分別與pmos管m1的柵極、pmos管m3的柵極、pmos管m2的柵極、pmos管m4的柵極、pmos管m19的柵極、pmos管m20的柵極、pmos管m7的柵極、pmos管m8的柵極以及電流源ib的一端相連,電流源ib的另一端分別與nmos管m6的源極、nmos管m22的源極以及外部地gnd相連,pmos管m3的漏極與pmos管m4的源極相連,pmos管m4的漏極分別與放大器op2的輸出端、nmos管m5的漏極、nmos管m5的柵極、nmos管m6的柵極、nmos管m21的柵極、nmos管m22的柵極、電容c0的一端、pmos管m32的漏極、nmos管m23的漏極、nmos管m9的柵極以及nmos管m10的柵極相連,nmos管m5的源極與nmos管m6的漏極相連,pmos管m19的漏極與pmos管m20的源極相連,pmos管m20的漏極分別與放大器op2的同向輸入端相連、電容c0的另一端以及nmos管m21的漏極相連,nmos管m21的源極與nmos管m22的漏極相連。
5.根據權利要求2所述的一種帶動態校準的電荷泵電路,其特征在于,所述電荷泵主體電路(1)中,pmos管m7與pmos管m8構成的復合mos管實現充電電流源,nmos管m9與nmos管m10構成的復合mos管實現放電電流源,抑制溝道調制效應對充放電流影響,提高電荷泵充放電流的精度,同時復合mos管消耗的電壓低于共源共柵結構,進而提高電荷泵輸出擺幅。nmos管m11與pmos管m12、nmos管m13與pmos管m14、pmos管m15與nmos管m16、pmos管m17與nmos管m18分別構成互補型開關,互補型開關實現同時開啟與關斷,進而抑制電荷共享效應、時鐘饋通和電荷注入效應。在pmos管m12的漏極和pmos管m14的漏極之間接入單位增益負反饋連接的放大器op1,確保電路在充電和放電過程中pmos管m12的漏極與pmos管m14的漏極具有相同電壓,使得電荷泵輸出電壓具有連續性,進而抑制電荷共享效應對電荷泵輸出電壓影響,提高電路電流匹配性。同時,pmos管m7、pmos管m1與pmos管m3具有相同的溝道寬長比,pmos管m8、pmos管m2與pmos管m4具有相同的溝道寬長比,nmos管m9與nmos管m5具有相同的溝道寬長比,nmos管m10與nmos管m6具有相同的溝道寬長比,且pmos管m7、pmos管m8組成的復合mos管與pmos管m1、pmos管m2組成的復合mos管構成電流鏡,nmos管m9、nmos管m10組成的復合mos管與nmos管m5、nmos管m6組成的復合mos管構成電流鏡,因而流過pmos管m7與pmos管m8構成的復合mos管的充電電流iup與流過nmos管m9與nmos管m10構成的復合mos管的放電電流idn有iup=idn。
6.根據權利要求3所述的一種帶動態校準的電荷泵電路,其特征在于,所述放電電流補償電路(2)中,放大器op3為單位增益負反饋連接,強制pmos管m25的源極電壓等于電荷泵輸出端vcp的電壓vcp,則pmos管m25的電流i25為其中,μp為空穴遷移率;cox為單位面積的柵氧化層電容;(w/l)25為pmos管m25的寬長比,vb1為信號端vb1的電壓,vthp為pmos管的閾值電壓。nmos管m23的溝道寬長比是nmos管m26的n倍,nmos管m24的溝道寬長比是nmos管m27的n倍,nmos管m23的電流i23為i23=ni25。當電荷泵輸出端vcp電壓vcp逐漸升高到外部電源電壓vdd過程中,pmos管m7與pmos管m8構成的復合管會進入線性區,使得流過pmos管m7與pmos管m8構成的復合管的充電電流iup減小。同時,電荷泵輸出端vcp電壓vcp逐漸升高過程中且vcp-vb1>|vthp|,pmos管m25開啟,nmos管m30工作在截止區,此時nmos管m23支路抽取一部分電路,使得流過nmos管m5與nmos管m6組成的復合mos管的電流i5為i5=ib-ni25,其中ib為電流源ib的電流。nmos管m9、nmos管m10組成的復合mos管與nmos管m5、nmos管m6組成的復合mos管構成電流鏡,因而隨著電荷泵輸出端vcp電壓vcp逐漸升高,流過nmos管m9和nmos管m10組成的復合mos管的放電電流idn也漸漸降低,即隨著電路的充電電流iup降低同時電路的放電電流idn也降低,從而通過優化相應參數能提高電荷泵放電電流idn與充電電流iup的匹配性。
7.根據權利要求6所述的一種帶動態校準的電荷泵電路,其特征在于,所述放電電流補償電路(2)中,放大器op4為單位增益負反饋連接,強制nmos管m30的源極電壓等于電荷泵輸出端vcp的電壓vcp,則nmos管m30的電流i30為其中,μn為電子遷移率;(w/l)30為nmos管m30的寬長比,vb2為信號端vb2的電壓,vthn為nmos管的閾值電壓。pmos管m32的溝道寬長比是pmos管m29的m倍,pmos管m31的溝道寬長比是pmos管m28的m倍,pmos管m32的電流i32為i32=mi30。當電荷泵輸出端vcp電壓vcp逐漸降低到外部地gnd過程中,nmos管m9和nmos管m10構成的復合管會進入線性區,流過nmos管m9和nmos管m10構成的復合管的放電電流idn降低。同時,電荷泵輸出端vcp電壓vcp逐漸降低過程中且vb2-vcp>vthn,nmos管m30開啟,pmos管m25工作在截止區,pmos管m32的電流注入到nmos管m5中,此時流過nmos管m5電流增加,使得流過nmos管m5與nmos管m6組成的復合mos管的電流i5為i5=ib+i32=ib+mi30,其中ib為電流源ib的電流。nmos管m9、nmos管m10組成的復合mos管與nmos管m5、nmos管m6組成的復合mos管構成電流鏡,同時隨著電荷泵輸出端vcp電壓vcp逐漸降低,pmos管m32的電流注入到nmos管m5中從而抑制流過nmos管m9和nmos管m10組成的復合mos管的放電電流idn降低,進而提高電路的放電電流idn與充電電流iup的匹配性。同時,當電荷泵輸出端電壓vcp接近vdd/2時,有vcp-vb1<|vthp|以及vb2-vcp<vthn,pmos管m25截止,nmos管m30截止,此時放電電流補償電路不工作,從而放電電流idn與充電電流iup為idn=iup=ib,其中,vb1為信號端vb1的電壓,vb2為信號端vb2的電壓,vthp為pmos管的閾值電壓,vthn為nmos管的閾值電壓,ib為電流源ib的電流。
8.根據權利要求4所述的一種帶動態校準的電荷泵電路,其特征在于,所述動態校準電路(3)中,放大器op2強制nmos管m21的漏極電壓等于電荷泵輸出端vcp的電壓vcp,并通過放大器op2、nmos管m5、nmos管m21等構成負反饋系統實現動態反饋校準,使得電荷泵輸出電壓vcp變化時,通過該動態反饋校準技術使得pmos管m4的電流等于nmos管m5的電流,并通過pmos管m7、pmos管m8組成的復合mos管與pmos管m1、pmos管m2組成的復合mos管構成電流鏡,nmos管m9、nmos管m10組成的復合mos管與nmos管m5、nmos管m6組成的復合mos管構成電流鏡,使得電荷泵的充電電流與放電電流匹配。即,當電荷泵輸出端電壓vcp增加時,放大器op2的輸出降低,pmos管m4的電流大于nmos管m5的電流,從而流過pmos管m4的電流有一部分從放大器op2的輸出端流入放大器op2內,nmos管m21與nmos管m22的柵極電壓降低使得放大器op2同向輸入端電壓增加,進而使得放大器op2輸出端電壓恢復正常值,使得流過pmos管m4的電流等于流過nmos管m5的電流;同理,當電荷泵輸出端電壓vcp降低時,放大器op2輸出端電壓增加,pmos管m4的電流小于nmos管m5的電流,放大器op2的輸出端流出一部分電流并注入到nmos管m5,nmos管m21與nmos管m22的柵極電壓上升并使得放大器op2同向輸入端電壓降低,進而使得放大器op2輸出端電壓恢復正常值,使得流過pmos管m4的電流等于流過nmos管m5的電流,從而實現電路的動態校準,提高電荷泵放電電流idn與充電電流iup的匹配性。