1的每隔一個栗級電容器充電。換言之，N的值等于1，以便在時鐘信號的每個周期(S卩，雙相時鐘的每兩個脈沖)，啟動連續(xù)充電模式。通過這種方式，每個栗級電容器112a到1121在每個時鐘脈沖交替地充電和放電，以驅(qū)動電荷通過充電栗100。雖然在這個設(shè)置中操作充電栗100，引起了與傳統(tǒng)的Dickson型充電栗相關(guān)聯(lián)的電流尖峰、噪聲等相同的問題，但是這個操作可期望在最小數(shù)量的時鐘周期上實現(xiàn)期望的高電壓輸出(例如，對保持電容器150快速充電)。
[0028]然而，在初級電路節(jié)點不需要快速充電的情況下，充電栗100的操作可以選擇性地調(diào)整，以減少與傳統(tǒng)的充電栗操作相關(guān)聯(lián)的有害影響。尤其地，N的值可以增大為大于I的值，以降低連續(xù)充電模式的啟動速率。在這種配置中，栗級電容器112a到1121依然連續(xù)地充電和放電，以在二極管IlOa到1101兩端將電荷從電源電壓節(jié)點驅(qū)動到初級電路節(jié)點。然而，與傳統(tǒng)的操作模式相反，由于對于每N個時鐘周期，這個連續(xù)充電模式僅僅啟動一次，所以與在大體上連續(xù)的N= I的操作模式中相比，通過充電栗100傳播的電荷的“脈動”之間的間隔會更大。結(jié)果，連續(xù)充電模式的啟動速率改變，但是通過充電栗100的連續(xù)栗級的電荷的傳播速率不改變。
[0029]通過這種方式，在同一時間被主動驅(qū)動的栗級的數(shù)量減少。結(jié)果，由于充電栗100的操作引起的電壓電源Vdd的電流尖峰和接地噪聲可以減少為傳統(tǒng)的充電設(shè)計所生成的C/k，其中，C等于每個時鐘周期的時鐘脈沖的數(shù)量(例如，對于雙相時鐘而言是兩個脈沖)，并且k等于充電栗級的數(shù)量。具體而言，在具有由雙相時鐘驅(qū)動的24個栗級的配置中，例如，所生成的噪聲可以減少至“全速”操作的大約1/12，即可以是大約20dB的減少。這個變化可以表示寄生電平的大幅減小。
[0030]在圖2A中所示的一個特定實例中，充電栗100可以操作，使得在任何時間，僅僅將一個充電栗級與時鐘信號同步地驅(qū)動。在這個操作模式中，電壓電源Vdd的電流尖峰的幅值被減小至現(xiàn)有充電栗設(shè)計的C/k。如圖2B中所示，在充電栗100包括由雙相時鐘驅(qū)動的24個栗級的情況下，在N設(shè)置為值12時的一時間，電荷僅僅跨越一個栗級而通過。這些“更軟”、更小的尖峰以更長的時間段(即，以更低的噪聲密度)傳播生成的泄露和噪聲，使得雖然經(jīng)過保持電容器150完整充電的積聚是相同，但是在任何給定的時間都具有更少的噪聲。結(jié)果，充電栗100對周圍系統(tǒng)的實時影響減少。
[0031]在另一個特定實例中，圖3A和3B示出了充電栗100的操作模式，其中，N = 2，因此連續(xù)充電模式每兩個時鐘周期啟動。這個操作模式生成的噪聲是N= I操作的噪聲的一半。同樣，例如，如果為充電栗100的24級配置將計數(shù)器設(shè)置為N = 6，那么在第一脈沖沿著該串二極管IlOa到1101 “脈動” 了一半行程時，新脈沖會開始沿著該串二極管傳播，因此，僅僅兩個栗級在主時鐘的每個邊緣上是“活動”的。進(jìn)一步，在這方面，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會認(rèn)識到，N的值可以選擇性調(diào)整為大于或等于I的任何數(shù)值，以控制在充電栗100中啟動連續(xù)充電模式的頻率。
[0032]通過這種方式，在負(fù)載較輕(即，來自初級電路節(jié)點的電流較低和/或不頻繁)的情況下，N的值可以增大，以隨著時間在周圍系統(tǒng)上傳播操作的充電栗100的有害影響。例如，如圖4中所示，示出了針對N的可能值的采樣，在24級充電栗中生成的電流脈沖的范圍，圖5示出了在N=2和N = 4的設(shè)置中，針對給定的高電壓輸出，輸出電流的模擬減少，并且圖6示出了在N = 2、N = 4、N = 6以及N=12的設(shè)置中，針對給定的高電壓輸出，電流轉(zhuǎn)換效率的模擬減少。
[0033]減少在任何時鐘邊緣上“活動”的栗級的數(shù)量的一個潛在的不利因素在于，充電栗100的輸出電阻按比例增大。而所述增大減慢了栗充電時間(即，對于期望的高電壓輸出保持電容的相同值，其與由用于靜電驅(qū)動器的充電栗所看到的總開關(guān)電容負(fù)載固定成比例)。為了克服這個增加的充電時間，充電栗100的操作可以設(shè)置為N = 1，用于將每隔一個栗級與時鐘信號同步地驅(qū)動并且提供正常的、較快的斜升時間。然而，一旦實現(xiàn)期望的高電壓輸出調(diào)節(jié)，就可以控制充電栗100，從而以相對較低的噪聲模式(即，N>1)操作，以維持期望的高電壓輸出和/或從較小的電壓放電(例如，保持電容器150的局部放電)中恢復(fù)。同樣，活動電平可以與大電流損耗(例如，保持電容器150的完全或幾乎完全放電)同時或者在大電流損耗之后選擇性增大，以在初級電路節(jié)點處，更快速地恢復(fù)至期望的高電壓輸出。
[0034]此外，如上所述，增加的輸出電阻可以減慢上升時間，其可以降低高電壓輸出調(diào)節(jié)占空比。然而，平均栗電流的減小可以抵消占空比，并且造成栗平均電源電流的不明顯的增大。同樣，降低時鐘頻率降低了上升時間和高電壓輸出調(diào)節(jié)占空比，但是也減少了栗打開電流(pump ON current)。測量表明，在調(diào)節(jié)中的平均栗電流基本上獨立于時鐘頻率(即，輸出電阻)。
[0035]可替換地或者此外，可以通過不驅(qū)動所有栗級的方式，控制充電栗100。具體而言，例如，可以控制充電栗100，以便更多的栗級(例如，整個二極管串)用于大電壓階躍，而需要操作較少的栗級(例如，包含栗級的總數(shù)量的一半到2/3的充電栗級的子集)，以在期望的高電壓輸出保持初級電路節(jié)點。此外，通過在高時鐘頻率操作更大數(shù)量的栗級并且通過在低時鐘頻率操作數(shù)量減少的栗級，可以擴大在操作模式中的這個差異。通過這種方式，僅僅需要驅(qū)動充電栗100的一部分栗級，并且剩余未驅(qū)動的栗級被配置為允許電荷通過充電栗100的剩余部分向上“浮動”到初級電路節(jié)點(例如，給保持電容器150充電)。
[0036]在圖7中顯示了充電栗100的一個可能的配置。在這個配置中，由于不需要任何高電壓開關(guān)，所以可以使用絕緣娃(silicon-on-1nsulator)制造方法構(gòu)造充電栗100。由于與其他技術(shù)相比具有更低的接地的寄生效應(yīng)，所以通過這個配置，充電栗100的操作可以更有效。此外，該配置可以利用最小尺寸的晶體管盡可能減少寄生電容，并且主體不綁定至襯底，使得充電栗100利用小值親合電容器(small value coupling capacitor)變得比較有效并且比較小，并且與單個二極管連接的場效應(yīng)晶體管(FET)相比，可以啟用更復(fù)雜的控制。此外，不需要用于襯底隔離的大耗盡區(qū)域。
[0037]與充電栗100的特定實現(xiàn)方式或配置無關(guān)，使用用于基于給定的時鐘信號(例如，雙相時鐘信號)生成模式化時鐘信號的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)充電栗100的操作的選擇性控制。在圖8中顯示的一個特定配置中，例如，概括地表示為200的充電栗控制系統(tǒng)可以包括至少一個充電信號發(fā)生器，其與充電栗100的多個充電栗級中的每一個通信。在圖8中顯不的配置中，例如，兩個移位寄存器210a和210b (即，每個時鐘相位一個)的組合可操作作為充電信號發(fā)生器。移位寄存器210a和210b可以共同包括與充電栗級的數(shù)量相等的多個輸出位。
[0038]可以提供模式發(fā)生裝置220，其與時鐘信號發(fā)生器(未顯示)以及所述至少一個充電信號發(fā)生器通信(即，與移位寄存器210a和210b均通信)。例如，模式發(fā)生裝置220可以包括2P的可編程計數(shù)器或可編程除法器。具體而言，在一個特定的示例性實現(xiàn)方式中，模式發(fā)生裝置220可以包括遞減的可編程計數(shù)器，其中，每當(dāng)所述遞減可編程計數(shù)器到達(dá)O的時候，所述遞減可編程計數(shù)器就啟動所述多個充電栗級的連續(xù)充電模式并且重置至初始值。在這個配置中，對N的值的改變可以涉及改變計數(shù)器的初始值(即，改變重置速率)。
[0039]與特定的實現(xiàn)方式無關(guān)，模式發(fā)生裝置220可以被配置為基于由所述時鐘信號發(fā)生器供應(yīng)的時鐘信號，生成模式化時鐘信號，所述模式化時鐘信號包括所述雙相時鐘信號的周期的所選子集。在一次只將一個栗級與時鐘信號同步地驅(qū)動的情況下，例如，模式發(fā)生裝置220設(shè)置為N = k/2(例如，對于充電栗100的24級配置，N = 12，)，并且輸出脈沖沿著每個移位寄存器210a和210b脈動，以產(chǎn)生沿著充電栗100的二極管串串聯(lián)應(yīng)用的k個單獨時鐘脈沖。通過在模式發(fā)生裝置220上改變N的設(shè)置，可以獲得改變連續(xù)充電模式的啟動速率。這允許充電栗活動的量動態(tài)改變，同時依然生成高電壓輸出的期望值。
[0040]在結(jié)構(gòu)上，可存在用于額外的時鐘電路的面積開銷成本，但是不期望這種額外的面積要求是禁止性的，尤其與充電栗100本身的二極管和電容器占據(jù)的大面積相比。同樣，與傳統(tǒng)的充電栗配置相比，由于額外使用移位寄存器、可編程除法器等，還可存在電流開銷。可以期望這些額外電流的使用與用于充電栗的一個級內(nèi)的使用的電流相似。因此，額外的操作約束可以被視為僅僅稍微大于傳統(tǒng)設(shè)計的約束。
[0041]除了控制針對充電栗100生成時鐘的方式以外，本主題還可以進(jìn)一步提供調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于感測在初級電路節(jié)點上的可用高電壓輸出(例如，保持電容器150的電荷狀態(tài))，以確定應(yīng)激活充電栗100的時