電荷泵在不同系統（特別是含有非易失性存儲器的系統）中使用的納米代芯片的新時代得到了越來越多的關注和新的多樣化應用。目前和未來的許多納米發電芯片的性能在很大程度上取決于能否在芯片上有效地產生高壓，同時滿足嚴格的功率和面積要求。然而，電荷泵的設計本質上是純模擬的，涉及高壓，需要精心的設計技術、密集的半導體器件分析、精心的設計布局規劃和準確的寄生提取工藝，才能在硅的實際應用中產生良好的效果。

　　這本書是我們多年來尋找一本關于電荷泵電路設計的實用書的產物。在各個公司的不同成功項目中做出了重大貢獻，我們始終認為有必要就充油泵設計這一主題出版一本書。從我們早期開始，我們就不斷地感受到在沒有書籍和信息來源的主題上工作的挑戰，我們的信息來源僅限于關于各種文本書籍和不同出版的論文和期刊的幾頁描述。這些文檔中的大多數，在向我們提供關于電荷泵的基本架構和增強的概括性概念的同時，并沒有對我們復雜地通過不同的設計概念和實現過程進行指導。電荷泵是一種純粹的模擬設計，具有不可預料的影響的內在風險，如果忽視它，會顯著降低電路性能或影響電路運行。

　　我們兩個都單獨尋找有關這個主題的書籍或材料，并詢問同事和退伍軍人是否有任何已發表的材料，但很快我們發現每個人都希望有一本關于這個特定主題的書。通過撰寫這本書，我們試圖將我們的個人設計經驗與從我們對不同期刊和研究論文的研究中吸取的知識結合起來。本書詳細介紹了電荷泵電路的基礎知識，并對電荷泵的運行進行了深入的數學推導和分析。它也努力奮斗

　　大規模集成電路（LSI）的近納米發電量要求電源電壓低于2 V，以實現低功率運行和延長電池壽命。此外，由于低功耗技術已成為主流LSI設計滿足游牧計算時代的主要目標，因此最有效的低功耗氧化層厚度、晶體管尺寸和電壓縮放方法正在以前所未有的速度加速和擴展。因此，對處理器、存儲器和模擬電路的低壓電路技術進行了深入的研究。

　　許多系統塊（如EEPROM、閃存、電源管理塊、音頻和視頻編解碼器、圖像傳感器電路和顯示器）需要高于系統電源電壓的內部電壓。這種內部高壓電源需要在系統或芯片上產生。傳統的開關電容電路或電感式線性穩壓器的方法消耗了太多的功率和硅面積，無法滿足當今不斷縮小的需求。片上電荷泵設計提供了一個很好的解決方案，并消除了對電感的需求。沒有感應器可以減輕對敏感射頻接收器或無線芯片組產生影響的任何潛在電磁干擾問題。另一個優勢是降低使用離散片外元件的成本。電荷泵解決方案消除了對直流/直流升壓轉換器和昂貴的薄型電感器的需求，這些都是滿足手持設備和手機尺寸限制所必需的。

　　變壓器可以將給定電壓水平的交流電源轉換為不同電壓水平的交流電源。當然，它不能增加通過轉換過程可以傳遞給輸出負載的最大功率。在理想情況下，轉換輸出端的輸出功率等于輸入端消耗的功率。如果轉換電壓水平升高，則轉換節點處的電流按比例降低，反之亦然。如圖1-1所示，變壓器是用鐵磁磁芯構成的，鐵磁磁芯周圍包裹著兩組或多個線圈的絕緣線。輸入線連接到“初級”線圈，而輸出線連接到“次級”線圈。初級線圈中的交流電會感應到一種在鐵磁芯周圍“流動”的交變磁通量，在每個電周期中都會改變方向。磁芯中的交變磁通反過來在每個次級線圈中感應到一個交變電流。次級線圈輸出端的電壓直接與初級電壓通過匝數比或初級線圈中的匝數除以次級線圈中的匝數相關。