Studio e progetto di una pompa di carica con rapporto massimo tra tensione di uscita e tensione di ingresso

Obiettivo:

Il contesto nel quale viene sviluppato questo lavoro di tesi è legato alle memorie Flash e, più precisamente, alle pompe di carica impiegate per la loro alimentazione.
L'obiettivo principale è stato quello di ricercare una valida alternativa alla pompa di carica di Dickson, la più utilizzata nel campo delle Flash.
Applicando, quindi, un'alimentazione in ingresso di Vin=3.3V, si è voluto generare una tensione d'uscita a vuoto pari a Vout0=5Vin, occupando la minor area possibile. Particolare attenzione è stata, perciò, rivolta al raggiungimento della suddetta tensione d'uscita attraverso l'impiego di un minor numero di stadi rispetto a quello richiesto dalla tipologia di Dickson. Per ottenere quanto ricercato, ci si è basati sulla Teoria di Makowski, docente di Matematica in Polonia.

Descrizione del lavoro:

Il lavoro è stato suddiviso in due parti: la prima parte è stata dedicata all'acquisizione dei modelli già realizzati secondo la teoria di Dickson e la seconda parte è stata rivolta alla ricerca di una nuova teoria si base sulla quale potersi concentrare per lo studio ed il progetto di una nuova pompa di carica.
Ci si è basati su uno schema teorico descritto da Makowski e si è studiata una modellizzazione circuitale nella quale sono stati dimensionati i componenti.
Infine, sono state svolte alcune simulazioni aventi per oggetto lo studio di queste caratteristiche: efficienza di potenza, resistenza di uscita e periodo ottimo. I risultati ottenuti sono stati messi a confronto con quelli ricavati dalle simulazioni svolte sulla pompa di carica di Dickson, applicando la medesima tecnologia.

Risultati:

Dalle simulazioni effettuate si è potuto osservare, a parità di tensione ideale a vuoto, che la pompa di carica di Makowski presenta dei vantaggi, rispetto a quella di Dickson, in termini di numero di stadi e di resistenza di uscita considerando la medesima capacità integrata per entrambe le tipologie.