本發(fā)明涉及電子工程領(lǐng)域，特別是涉及一種鎖相環(huán)及其電荷泵電路。

背景技術(shù)：

1、電荷泵的輸出端可以連接儲能模塊，電荷泵中通常包括充電開關(guān)與放電開關(guān)，充電開關(guān)可在第一控制信號的控制下閉合實現(xiàn)對于儲能模塊的充電，放電開關(guān)可在第二控制信號的控制下閉合實現(xiàn)對于儲能模塊的放電，最終實現(xiàn)對于儲能模塊電壓的調(diào)節(jié)；雖然理論上第一控制信號與第二控制信號不同時存在，但是充電開關(guān)與放電開關(guān)卻存在同時導(dǎo)通的時段，在該時段下由于電荷泵輸出的凈電流難以保證為零，因此該時段的存在會導(dǎo)致儲能模塊的電壓產(chǎn)生不可控的波動（上升或者下降），降低了電荷泵的可控性。

2、因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種鎖相環(huán)及其電荷泵電路，第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)的溝道連接，因此在兩個可控開關(guān)的同時導(dǎo)通期間，兩個可控開關(guān)的溝道之間會產(chǎn)生溝道電流且溝道電流并不會作用于儲能模塊，即便此時電荷泵輸出的凈電流（第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)的導(dǎo)通電流之和）不為零，由于溝道電流的分流作用可以減小第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)的導(dǎo)通電流，從而減小電荷泵輸出的凈電流，也即削弱了兩個可控開關(guān)同時導(dǎo)通期間儲能模塊產(chǎn)生的電壓波動，提升了電荷泵的可靠性。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電荷泵電路，包括：

3、正電流電路，用于產(chǎn)生正電流；

4、負電流電路，用于提供負電流；

5、輸入端與正電流電路連接，輸出端作為電荷泵電路的輸出端與儲能模塊連接的第一可控開關(guān)，用于在第一控制信號的控制下導(dǎo)通，以便通過正電流為儲能模塊充電；

6、輸出端與負電流電路連接，輸入端與儲能模塊連接的第二可控開關(guān)，用于在第二控制信號的控制下導(dǎo)通，以便通過負電流為儲能模塊放電；

7、其中，第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)均為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)的溝道類型相反，第一可控開關(guān)的溝道與第二可控開關(guān)的溝道連接。

8、另一方面，所述第一可控開關(guān)為p溝道的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述第一可控開關(guān)的源極作為輸入端，所述第一可控開關(guān)的柵極用于接收所述第一控制信號，所述第一可控開關(guān)的漏極作為輸出端；

9、所述第二可控開關(guān)為n溝道的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述第二可控開關(guān)的源極作為輸出端，所述第二可控開關(guān)的柵極用于接收所述第二控制信號，所述第二可控開關(guān)的漏極作為輸入端。

10、另一方面，所述第一可控開關(guān)包括襯底、第一金屬、第一絕緣層、第二絕緣層、第二金屬、第三金屬、第一p型半導(dǎo)體材料以及第一n型半導(dǎo)體材料；

11、所述第二可控開關(guān)包括所述襯底、所述第二絕緣層、所述第三金屬、第二p型半導(dǎo)體材料、第二n型半導(dǎo)體材料、第三絕緣層、第四金屬以及第五金屬；

12、所述第一金屬分別與所述第一絕緣層以及所述第一p型半導(dǎo)體材料連接，所述第一絕緣層分別與所述第二金屬、所述第一p型半導(dǎo)體材料以及所述第一n型半導(dǎo)體材料連接，所述第一n型半導(dǎo)體材料分別與所述第三金屬、所述第二絕緣層以及所述第一p型半導(dǎo)體材料連接，所述第一p型半導(dǎo)體材料分別與所述第二絕緣層以及所述第二n型半導(dǎo)體材料連接，所述第二絕緣層分別與所述第三金屬以及所述第二p型半導(dǎo)體材料以及所述第二n型半導(dǎo)體材料連接，所述第三絕緣層分別與所述第二p型半導(dǎo)體材料、所述第四金屬、所述第五金屬以及所述第二n型半導(dǎo)體材料連接，所述第二n型半導(dǎo)體材料分別與所述第二p型半導(dǎo)體材料以及所述第五金屬連接，所述襯底分別與所述第一p型半導(dǎo)體材料、所述第二n型半導(dǎo)體材料以及所述第五金屬連接；

13、其中，所述第一金屬作為所述第一可控開關(guān)的源極，所述第二金屬作為所述第一可控開關(guān)的柵極，所述第三金屬同時作為所述第一可控開關(guān)與所述第二可控開關(guān)的漏極，所述第四金屬作為所述第二可控開關(guān)的柵極，所述第五金屬作為所述第二可控開關(guān)的源極，所述第一p型半導(dǎo)體材料與所述第一n型半導(dǎo)體材料作為所述第一可控開關(guān)的pn結(jié)，所述第二p型半導(dǎo)體材料與所述第二n型半導(dǎo)體材料作為所述第二可控開關(guān)的pn結(jié)。

14、另一方面，所述第一p型半導(dǎo)體材料、所述第一n型半導(dǎo)體材料、所述第二p型半導(dǎo)體材料以及所述第二n型半導(dǎo)體材料均為二維半導(dǎo)體材料。

15、另一方面，所述第一p型半導(dǎo)體材料與所述第一n型半導(dǎo)體材料之間的接觸面積為第一預(yù)設(shè)面積，所述第二p型半導(dǎo)體材料與所述第二n型半導(dǎo)體材料之間的接觸面積為第二預(yù)設(shè)面積，所述第一p型半導(dǎo)體材料與所述第二n型半導(dǎo)體材料之間的接觸面積為第三預(yù)設(shè)面積；

16、其中，所述第三預(yù)設(shè)面積分別大于所述第一預(yù)設(shè)面積以及所述第二預(yù)設(shè)面積。

17、另一方面，所述電荷泵電路還包括：

18、分別與所述正電流電路與所述負電流電路連接的電流監(jiān)測電路，用于分別監(jiān)測所述正電流的第一電流值與所述負電流的第二電流值，并將所述第一電流值與所述第二電流值輸出。

19、另一方面，所述正電流電路包括第一電壓源、第一電流鏡與第一電流源；

20、所述負電流電路包括第二電流源、第二電流鏡與接地裝置；

21、所述第一電壓源分別與所述第一電流鏡的輸入端以及所述第二電流源的輸入端連接，所述第一電流鏡的第一輸出端與所述第一電流源的輸入端連接，所述第一電流鏡的第二輸出端與所述第一可控開關(guān)的輸入端連接，所述第一電流源的輸出端以及所述第二電流鏡的輸出端均與所述接地裝置連接，所述第二電流源的輸出端與所述第二電流鏡的第一輸入端連接，所述第二電流鏡的第二輸入端與所述第二可控開關(guān)的輸出端連接；

22、所述第一電壓源用于提供正電壓，所述第一電流源與所述第二電流源均用于控制所在回路中的電流為預(yù)設(shè)電流值，所述第一電流鏡用于將第一輸出端連接的第一電流鏡中的電流鏡像至第二輸出端，所述第二電流鏡用于將第一輸入端連接的第二電流鏡中的電流鏡像至第二輸入端。

23、另一方面，所述第一電流鏡包括第三可控開關(guān)與第四可控開關(guān)，所述第二電流鏡包括第五可控開關(guān)與第六可控開關(guān)；

24、所述第三可控開關(guān)與所述第四可控開關(guān)均為p溝道的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述第三可控開關(guān)的源極以及所述第四可控開關(guān)的源極共同作為所述第一電流鏡的輸入端，所述第三可控開關(guān)的柵極與所述第四可控開關(guān)的柵極連接，所述第三可控開關(guān)的漏極與所述第三可控開關(guān)的柵極共同作為所述第一電流鏡的第一輸出端，所述第四可控開關(guān)的漏極作為所述第一電流鏡的第二輸出端；

25、所述第五可控開關(guān)與所述第六可控開關(guān)均為n溝道的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述第五可控開關(guān)的源極以及所述第六可控開關(guān)的源極共同作為所述第二電流鏡的輸出端，所述第五可控開關(guān)的柵極與所述第六可控開關(guān)的柵極連接，所述第五可控開關(guān)的漏極與所述第五可控開關(guān)的柵極共同作為所述第二電流鏡的第一輸入端，所述第六可控開關(guān)的漏極作為所述第二電流鏡的第二輸入端。

26、另一方面，所述第一p型半導(dǎo)體材料為第一預(yù)設(shè)類型的p型半導(dǎo)體材料，所述第一n型半導(dǎo)體材料為第二預(yù)設(shè)類型的n型半導(dǎo)體材料，所述第二p型半導(dǎo)體材料為第三預(yù)設(shè)類型的p型半導(dǎo)體材料，所述第二n型半導(dǎo)體材料為第四預(yù)設(shè)類型的n型半導(dǎo)體材料；

27、第三電荷轉(zhuǎn)移速度分別大于第一電荷轉(zhuǎn)移速度以及第二電荷轉(zhuǎn)移速度，所述第三電荷轉(zhuǎn)移速度是指：所述第一預(yù)設(shè)類型的p型半導(dǎo)體材料與所述第四預(yù)設(shè)類型的n型半導(dǎo)體材料的交界處的界面的電荷轉(zhuǎn)移速度，所述第一電荷轉(zhuǎn)移速度是指：所述第一預(yù)設(shè)類型的p型半導(dǎo)體材料與所述第二預(yù)設(shè)類型的n型半導(dǎo)體材料的交界處的界面的電荷轉(zhuǎn)移速度，所述第二電荷轉(zhuǎn)移速度是指：所述第三預(yù)設(shè)類型的p型半導(dǎo)體材料與所述第四預(yù)設(shè)類型的n型半導(dǎo)體材料的交界處的界面的電荷轉(zhuǎn)移速度。

28、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種鎖相環(huán)，包括鑒頻鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器以及分頻器，還包括如上所述的電荷泵電路；

29、所述電荷泵電路分別所述鑒頻鑒相器以及所述低通濾波器連接，所述壓控振蕩器分別與所述低通濾波器以及所述分頻器連接，所述分頻器與所述鑒頻鑒相器連接。

30、有益效果：本發(fā)明提供了一種電荷泵電路，考慮到（1）通過溝道相連，可以在同時導(dǎo)通的兩個mos管的溝道之間產(chǎn)生電流，（2）溝道電流的分流作用可以減小mos管的導(dǎo)通電流，因此本發(fā)明通過第一可控開關(guān)（mos管）控制正電流電路的通斷，通過第二可控開關(guān)（mos管）控制負電流電路的通斷，并且第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)的溝道連接，因此在兩個可控開關(guān)的同時導(dǎo)通期間，兩個可控開關(guān)的溝道之間會產(chǎn)生溝道電流且溝道電流并不會作用于儲能模塊，即便此時電荷泵輸出的凈電流（第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)的導(dǎo)通電流之和）不為零，由于溝道電流的分流作用可以減小第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)的導(dǎo)通電流，從而減小電荷泵輸出的凈電流，也即削弱了兩個可控開關(guān)同時導(dǎo)通期間儲能模塊產(chǎn)生的電壓波動，提升了電荷泵的可靠性。

31、本發(fā)明還提供了一種鎖相環(huán)，具有如上電荷泵電路相同的有益效果。