功率优化型电荷泵电路和无源射频芯片的制作方法

本申请涉及集成电路，具体涉及一种功率优化型电荷泵电路和无源射频芯片。

背景技术：

1、现有电荷泵电路通常工作在固定输入电压条件下，然而在射频无源芯片应用场景中，由于芯片在动态读写过程中的空间位置可能会发生持续变化，导致芯片的输入电压也存在显著波动。这种输入电压的宽幅波动对现有固定输入电压条件下的电荷泵将产生不良影响：输出电压不足将无法产生足够的隧穿电流，导致eeprom存储器擦除操作失效，而过高的输出电压会导致过大的隧穿电流，在薄介电氧化层中产生缺陷，损害器件的寿命和性能。

2、为保障无源芯片中存储单元的可靠性，电荷泵输出端的限幅电路设计需在电压精度和功耗之间实现平衡。当前主流限幅稳压方案为通过二极管钳位或ldo构建高压泄放路径，其中二极管方案虽具备结构简单的优势，但存在温度漂移显著的缺陷，不能精确地控制限幅电压；ldo方案响应速度快、电压调节精度高，但静态电流通常较大。

3、为应对上述问题，可以采用时钟调制的限幅方案，通过调节时钟频率、占空比或启停时序来控制电荷泵的输出电压。其优势在于关断期间静态功耗较低，但需应对时钟抖动导致的纹波恶化问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种功率优化型电荷泵电路和无源射频芯片，能够有效减小功耗和芯片面积，并有效控制电压输出纹波。

2、为了实现上述目的，本申请提供了一种功率优化型电荷泵电路，包括：电荷泵模块和钟控限幅模块，所述钟控限幅模块包括电容分压采样单元、限幅开关比较器单元以及反相时钟生成单元；所述电荷泵模块耦接所述反相时钟生成单元，用于在泄流使能信号以及所述反相时钟生成单元输出的内部时钟信号的控制下，基于输入电压，生成输出电压；所述电容分压采样单元耦接所述电荷泵模块，用于对所述输出电压进行分压采样，以输出采样电压；所述限幅开关比较器单元耦接所述电容分压采样单元，用于在限幅使能信号的控制下，基于接收的基准电压和所述采样电压，输出时钟使能信号；所述反相时钟生成单元耦接所述限幅开关比较器单元，用于在系统时钟信号的控制下，基于所述时钟使能信号，输出内部时钟信号。

3、为了实现上述目的，本申请还提供了一种无源射频芯片，其包括如本申请任一实施例所述的功率优化型电荷泵电路。

4、上述技术方案，通过增设包括电容分压采样单元、限幅开关比较器单元以及反相时钟生成单元的钟控限幅模块，能够有效减小功耗与芯片面积，有效控制电压输出纹波，避免时钟抖动造成的噪声干扰，提升输出电压的稳定性。

1.一种功率优化型电荷泵电路，其特征在于，包括：电荷泵模块和钟控限幅模块，所述钟控限幅模块包括电容分压采样单元、限幅开关比较器单元以及反相时钟生成单元；

2.如权利要求1所述的功率优化型电荷泵电路，其特征在于，所述电容分压采样单元包括串联在所述电荷泵模块的输出端和接地端之间的多级分压电容；

3.如权利要求2所述的功率优化型电荷泵电路，其特征在于，所述电容分压采样单元还包括耦接在相邻两级分压电容的耦接点和接地端之间的泄流晶体管，且所有所述泄流晶体管的控制端均受控于所述泄流使能信号，以对所述输出电压进行放电。

4.如权利要求1所述的功率优化型电荷泵电路，其特征在于，所述限幅开关比较器单元包括：

5.如权利要求4所述的功率优化型电荷泵电路，其特征在于，所述限幅使能信号包括限幅使能正信号和限幅使能反信号；

6.如权利要求1所述的功率优化型电荷泵电路，其特征在于，所述内部时钟信号包括内部时钟正信号和内部时钟反信号；所述反相时钟生成单元包括：

7.如权利要求1所述的功率优化型电荷泵电路，其特征在于，所述电荷泵模块包括串联的多级电荷泵单元，各级电荷泵单元在所述泄流使能信号以及所述内部时钟信号的控制下，对接收的电压进行升压后输出。

8.如权利要求7所述的功率优化型电荷泵电路，其特征在于，各所述电荷泵单元包括电荷泵主单元，所述电荷泵主单元包括：

9.如权利要求8所述的功率优化型电荷泵电路，其特征在于，各所述电荷泵单元还包括与所述电荷泵主单元交叉耦合的电荷泵辅单元，所述电荷泵辅单元包括：

10.一种无源射频芯片，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的功率优化型电荷泵电路。