文献综述（或调研报告）：
电荷泵（charge pump）是动态电压电源的重要组成部分，即开关电容式电压变换器，常常利用储能元件电容器或电感器，产生大于输入电压的输出电压，是一个直流-直流转换器。目前基于CMOS工艺的刺激芯片主要技术指标的设计水平包含：刺激电压输出范围，最大刺激电流，通道数，芯片面积等。
在现有的技术发展中，有利用低压晶体管和两相时钟来获得快速开关切换时间并减小阻抗的设计[2]，有修改时钟的充电电流平滑技术优化输出电流电压纹波的设计[3]，有结合电源隔离和生成斩波脉冲来减少电路串扰的方案[5]，有可以实现64通道数据压缩和双重刺激的高度集成神经模块[6]，也有基于传输阻断技术和改进预充电方案的CMOS电荷泵避免反转损耗并降低了对输入时钟时序的要求[7]，有实现可编程电流脉冲形状的六通道神经刺激器[9]，有解决了门栅可靠性和阈值电压降低问题并提高功效的电荷泵[10]等。不同的设计方案针对于不同的性能提升，总而言之，我们需要做的就是最大化优化主要性能指标即最大输出电压范围，刺激电流大，通道数多，芯片面积小以及功耗少功效高。
刺激芯片的三种典型拓扑结构分别为地返式结构、差分结构和H桥结构。如下文所述：
- 地返式结构
图1 地返式神经刺激系统结构图
地返式神经刺激系统结构图，如图1所示。刺激器使用两个独立电流源通过开关连接到去极化电极，参考端电极连接到一个低阻抗点，这里两电流源中间接地作为参考电压[6]。
该拓扑虽然结构简单但总是存在以下几个问题：第一，两个电流源在使用前需要进行校准以防止不匹配；第二，该拓扑结构会消耗过多的功率，这是由于电流源在初始设置时被设成刺激器的顺从电压值，即刺激过程中所需的最大电极电压值，这导致刺激器电流Ielect在整个周期时钟被损耗，且与刺激器参考电压的值始终无关。此外，当电极放电时，电流被放电到地，也造成了这一半刺激周期内的功率损耗；第三，刺激器需要每个电极支持一个刺激器，对芯片面积大小的要求也很高。
- 差分结构
图2所示的电流控制的刺激器通道，包括主动和被动的CB，可以产生可编程电流脉冲形状。此设计方案下在0.35 micro;mCMOS技术中可以实现，经过测试表面刺激器的输出电压范围扩大，其中最大输出高压可达49V，另外刺激电流幅度适应性强，有源和无源下的功耗也显著提升。
