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M. Leisser:
"Optimierung von Ladungspumpen";
Betreuer/in(nen): H. Hauser; Institut für Industrielle Elektronik und Materialwissenschaften, 2002.

In modernen Smart Power-ICs werden als Highside-Leistungstransistoren
N-Kanal-MOS-FETs verwendet. Um diese Transistoren einzuschalten, ist
eine Spannung erforderlich, die größer ist als die Versorgungsspannung.
Aus diesem Grund sind auf vielen Smart Power-ICs Ladungspumpen integriert,
die diese höhere Spannung erzeugen. Der Trend zu immer leistungsfähigeren
ICs erfordert Ladungspumpen mit einer hohen Stromausbeute bei geringstem
Chipflächenbedarf.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden bei einer Ladungspumpe Messungen und
Simulationen durchgeführt, um das Verhalten der Ladungspumpe in Abhängigkeit
der Versorgungsspannung, der Schaltfrequenz und der Temperatur zu ermitteln.
Dabei wurden Unterschiede zwischen Messung und Simulation festgestellt.
Mögliche Ursachen dafür wurden mittels Simulation untersucht.

Weiters wurde eine Ladungspumpe hinsichtlich ihres Ausgangsstromes optimiert.

In modern Smart Power-ICs n-channel-MOS-FETs are used as highside power
Transistors. In order to switch these transistors on, a voltage is necessary,
which is larger than the supply voltage.

This higher voltage is produced by a charge pump which is completely integrated
on the same silicon-chip, which needs this higher voltage.

The trend to more efficient ICs requires charge pumps, which provide a high
outputcurrent without wasting much area on the silicon-chip.

The tasks of this diploma-thesis are measurements and simulations which have
been done with a charge pump for an automotive integrated circuit. The behaviour
of the charge-pump in dependence of supply voltage, switching frequency, and the
temperature was determined. Differences between measurement and simulation were
found and discussed.

Furthermore, a charge pump was optimized in order to achieve a higher
output-current.