电荷泵是一种运用电荷在电容中的积累来产生高压(高于电源电压)的电路，它广泛应用在存储器电路中，诸如Flash Memory，用于对悬浮栅器件进行写或擦除操作。同时，电荷泵还可以应用在需要高压来驱动模拟开关低电源电压的开关电容系统和DC-to-DC转换器等电路中。 随着移动通讯系统的发展，低压低功耗已成为集成电路设计要求的趋势，所以电源电压不断地降低。当电源电压减小到较低时(比如1伏)，模拟MOS开关将不能正常工作。为了解决这个问题，对低压模拟电路来说，设计高性能的电荷泵电路是十分重要的。 在传统的CMOS电荷泵电路中，电荷泵输出的电压受MOS管的阈值电压限制，所以当要求电荷泵的输出电压较高时，则不得不连很多阶来达到要求。特别是在N阱集成电路工艺，体效应使得每一阶NMOS管的阈值电压都不断抬升，以至于电荷泵的最高输出电压受到限制。针对这个问题，四相位的电荷泵电路由此产生，但是这个电路的电流负载能力不太好并且它的驱动时钟信号必须是四相位且不重叠。 本文首先对几种传统的电荷泵电路进行了系统的阐述和分析，在此基础上提出了一种新型的二相位电荷泵电路，对该电路的结构设计和工作原理进行了深入的理论分析，并对包括新型电路在内的几种电荷泵电路仿真比较，证实了新型电荷泵电路能克服传统电路的不足，具有更高的性能。此外，基于新型的电荷泵电路，设计了用于模拟开关电路的1V到3.3V的高压产生系统和用于Flash Memory的3V到10V的高压产生系统，详细讨论了两种高压产生系统的电路组成和设计考虑，并用台积电0.18μmCMOS工艺(T018U)对两种高压产生系统进行了Hspice仿真，结果表明以新型电荷泵电路为核心的两个高压产生系统都具有较高的性能。