專利名稱：射頻能量電荷泵及應用該電荷泵的無源電子標簽的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及射頻識別技術領域，特別是涉及一種射頻能量電荷泵及應用該電荷泵的無源電子標簽。
背景技術：
射頻能量電荷泵是用來將接收到的射頻信號轉換為不同電平的直流。在超高頻 (UHF)無源電子標簽中，整個芯片的能量通過射頻能量電荷泵獲得；在UHF無源電子標簽應用中，能量轉化效率是射頻能量電荷泵最重要的參數，效率越高，意味著更低的射頻輸入能量下，芯片可以工作。當前UHF無源電子標簽產品中，電荷泵有兩種實現方式含肖特基二極管結構和純CMOS管結構。含肖特基二極管的結構，寄生效應小，結構簡單，但一致性差；純CMOS 管結構一致性相對較好，但能量損耗大，寄生效應大。現有的電荷泵效率(在射頻輸入功率-14. 5dbm下實測)最高在20%-30%之間，效率偏低，有待進一步提高。
實用新型內容為解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供了一種射頻電荷能量泵，其能夠較現有技術而言顯著提高輸出功率。本實用新型采用如下技術方案一種射頻能量電荷泵，用于將接收到的射頻信號轉換為直流輸出，所述射頻能量電荷泵包含射頻能量輸入端和直流輸出端，所述射頻能量輸入端接收射頻能量，所述直流輸出端耦合到外部電路上；含有Dickson結構的基本單元， 其采用MOS管替代或部分替代Dickson結構中的二極管；以及控制端，與所述MOS管的柵極相連，用于調整所述MOS管的柵極電壓的高低。其中，所述含有Dickson結構的基本單元為若干級串聯。所述MOS管采用LVT型或Native型MOS管。所述含有Dickson結構的基本單元為半二極管半MOS管結構、純NMOS管結構、純 PMOS管結構或者半NMOS管半PMOS管結構。本實用新型還提供了一種UHF無源電子標簽，該電子標簽通過射頻能量電荷泵提供能量，所述射頻能量電荷泵包含射頻能量輸入端和直流輸出端，所述射頻能量輸入端接收射頻能量，所述直流輸出端耦合到外部電路上；含有Dickson結構的基本單元，其采用 MOS管替代或部分替代Dickson結構中的二極管；以及控制端，與所述MOS管的柵極相連， 用于調整所述MOS管的柵極電壓的高低。其中，所述含有Dickson結構的基本單元為若干級串聯。所述MOS管采用LVT型或Native型MOS管。所述含有Dickson結構的基本單元為半二極管半MOS管結構、純NMOS管結構、純 PMOS管結構或者半NMOS管半PMOS管結構。本實用新型的有益效果在于，由于肖特基二極管的電學特性，導致效率隨輸入功率增大而明顯增大(即一致性差)，引入電學特性有利于一致性提高的MOS管后，由于MOS管的柵極電壓可控，提高柵極電壓相當于提供了一個正偏置電壓，由此可以提高輸出電壓，即提高了輸出功率。
圖1為本實用新型射頻能量電荷泵的原理示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例并參照附圖對本實用新型作進一步描述。如圖1所示，為一個UHF無源電子標簽中的射頻能量電荷泵，其用于將接收到的射頻信號轉換為直流輸出，所述射頻能量電荷泵包含射頻能量輸入端10和直流輸出端 60，所述射頻能量輸入端10接收射頻能量，所述直流輸出端40耦合到外部電路上；含有 Dickson結構的基本單元，其采用MOS管20、30、40、50分別替代Dickson結構中的二極管； 以及控制端，與上述MOS管的柵極相連，用于調整上述MOS管的柵極電壓的高低。本具體實施方式
中，含有Dickson結構的基本單元為兩級串聯。本實用新型射頻能量電荷泵的工作原理如下射頻輸入正半周時，為正，「刀隨之增大，隨Fjn增大而增大。當 Vx2 > Vm +Vth , Vxi > Fz3時，能量通過C3，MOS管50流向電容C5。射頻輸入負半周時，^為負，Fjn隨之變小，Fyo隨G1的減小而減小。當F21 <0 時，能量通過MOS管30從地流向電容C3。偏置電壓, Vx2 初始時，由于&低，節點X3的負載消耗能量小，能量貯存在電容C5中，^升高。在正半周時，隨&的升高，MOS管50正向導通(從左向右流為正向) 所需的Fxi, F0升高，即^ , &升高。在負半周時，隨冗的升高，為克服MOS管30的閾值，Vm升高。隨^的升高，^升高，從節點X0，Xl之間的寄生電容流向電容C2和MOS 管20的電荷更多流入MOS管20，最終，一個周期內流入的電荷全部流入MOS管20, 達到平衡值。同理，&最終達到一個平衡值。相當于給MOS管30和MOS管50加了一個正偏置電壓，提高了 ^，即提高了效率。
二極管和MOS管的電流公式
權利要求1.一種射頻能量電荷泵，用于將接收到的射頻信號轉換為直流輸出，其特征在于，所述射頻能量電荷泵包含射頻能量輸入端和直流輸出端，所述射頻能量輸入端接收射頻能量，所述直流輸出端耦合到外部電路上；含有Dickson結構的基本單元，其采用MOS管替代或部分替代Dickson結構中的二極管；以及控制端，與所述MOS管的柵極相連，用于調整所述MOS管的柵極電壓的高低。
2.根據權利要求1所述的射頻能量電荷泵，其特征在于，所述含有Dickson結構的基本單元為若干級串聯。
3.根據權利要求1所述的射頻能量電荷泵，其特征在于，所述MOS管采用LVT型或 Native 型 MOS 管。
4.根據權利要求1所述的射頻能量電荷泵，其特征在于，所述含有Dickson結構的基本單元為半二極管半MOS管結構、純NMOS管結構、純PMOS管結構或者半NMOS管半PMOS管結構。
5.一種超高頻無源電子標簽，其特征在于，該電子標簽通過射頻能量電荷泵提供能量， 所述射頻能量電荷泵包含射頻能量輸入端和直流輸出端，所述射頻能量輸入端接收射頻能量，所述直流輸出端耦合到外部電路上；含有Dickson結構的基本單元，其采用MOS管替代或部分替代Dickson結構中的二極管；以及控制端，與所述MOS管的柵極相連，用于調整所述MOS管的柵極電壓的高低。
6.根據權利要求5所述的超高頻無源電子標簽，其特征在于，所述含有Dickson結構的基本單元為若干級串聯。
7.根據權利要求5所述的超高頻無源電子標簽，其特征在于，所述MOS管采用LVT型或 Native 型 MOS 管。
8.根據權利要求5所述的超高頻無源電子標簽，其特征在于，所述含有Dickson結構的基本單元為半二極管半MOS管結構、純NMOS管結構、純PMOS管結構或者半NMOS管半PMOS管結構。
專利摘要本實用新型提供了一種射頻能量電荷泵，用于將接收到的射頻信號轉換為直流輸出，所述射頻能量電荷泵包含射頻能量輸入端和直流輸出端，所述射頻能量輸入端接收射頻能量，所述直流輸出端耦合到外部電路上；含有Dickson結構的基本單元，其采用MOS管替代或部分替代Dickson結構中的二極管；以及控制端，與所述MOS管的柵極相連，用于調整所述MOS管的柵極電壓的高低。本實用新型有效提高了射頻能量電荷泵的效率，與現有技術相比，在更低的射頻輸入能量下，安裝有該射頻能量電荷泵的芯片仍可以工作。
文檔編號H02M3/07GK202019298SQ20102066414
公開日2011年10月26日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者不公告發明人 申請人:數倫計算機技術(上海)有限公司