電荷泵電路及存儲器制造技術

一種電荷泵電路及存儲器，所述電荷泵電路包括：時鐘驅動單元、升壓單元、電壓調整單元；所述電荷泵電路還包括：分壓單元，輸出第一分壓電壓和第二分壓電壓；第一比較單元，用于將所述第一分壓電壓和第一基準電壓進行比較，輸出第一比較結果；第二比較單元，用于將所述第二分壓電壓和第二基準電壓進行比較，輸出第二比較結果；狀態控制單元，用于根據所述第一比較結果和所述第二比較結果輸出控制電平至所述時鐘驅動單元，控制所述時鐘驅動單元輸出驅動電壓。本發明專利技術技術方案提供的電荷泵電路通過減少時鐘驅動單元被喚醒的次數，降低了電荷泵電路的功率損耗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體
，特別涉及一種電荷泵電路及存儲器。
技術介紹
隨著半導體技術的發展，基于低功耗、低成本的設計要求，存儲器的電源電壓通常比較低，例如2.5VU.8V等。然而，為了實現存儲信息的讀寫，通常需要遠高于電源電壓的編程電壓和擦除電壓，例如8V、11V等。因此，電荷泵電路被廣泛應用于存儲器中，用于通過較低的電源電壓獲得較高的編程電壓和擦除電壓。參考圖1，示出了現有的一種電荷泵電路的結構圖。如圖I所示，現有的電荷泵電路包括時鐘驅動單元11、升壓單元12、電壓調整單元13、分壓單元14和電壓比較單元15。其工作原理為電荷泵電路啟動后，升壓單元12輸出升壓電壓；電壓調整單元13對所述升壓電壓進行整形和分壓，輸出供存儲器進行讀寫操作的穩定電壓；分壓單元14對所述升壓電壓進行分壓，輸出分壓電壓至電壓比較單元15 ;電壓比較單元15對所述分壓電壓和一個預先設置的基準電壓進行比較，輸出控制電平至時鐘驅動單元11 ;時鐘驅動單元11根據所述控制電平輸出驅動電壓，控制升壓單元12的升壓動作。具體地，如果分壓單元14輸出的分壓電壓小于基準電壓，則電壓比較單元15輸出的控制電平使時鐘驅動單元11輸出的驅動電壓為周期振蕩信號，所述周期振蕩信號使升壓單元12持續升壓；如果分壓單元14輸出的分壓電壓大于基準電壓，則電壓比較單元15輸出的控制電平使時鐘驅動單元11輸出的驅動電壓為無效驅動信號，所述無效驅動信號使升壓單元12停止升壓。圖2是圖I所示電荷泵電路中升壓單元12輸出的升壓電壓波形圖，橫軸代表時間t，縱軸代表所述升壓電壓。假定電荷泵電路啟動后，升壓單元12輸出的升壓電壓在h時刻達到目標電壓Vsrt，目標電壓Vsrt表示可以驅動電荷泵電路負載工作的電壓。在升壓電壓超過目標電壓Vsrt后，時鐘驅動單元11應停止振蕩，輸出無效驅動信號。由于路徑延遲，時鐘驅動單元11輸出端仍會維持一段時間的周期振蕩信號，升壓電壓會繼續上升至最大值Vmax。時鐘驅動單元11停止振蕩后，升壓單元12不再繼續升壓，升壓電壓會隨著電荷泵電路的負載消耗電流逐步降低。當升壓電壓降低到目標電壓Vsrt時，電壓比較單元I 5將重新輸出控制電平，由于路徑延遲，必須經過一段時間后，所述控制電平才能將時鐘驅動單元11喚醒(wake up),使時鐘驅動單元11產生的驅動電壓由無效驅動信號轉變為周期振蕩信號。因此，升壓電壓由于電荷泵電路的負載消耗電流而繼續降低至最小值￥_。之后，時鐘驅動單元11重新開始振蕩并輸出周期振蕩信號，以控制升壓單元12重新進行升壓動作。到^時刻，經過一個工作周期，升壓電壓再一次達到目標電壓Vsrt，電荷泵電路重復上述工作過程。根據電荷泵電路的工作原理，電荷泵電路在每個工作周期內的功率損耗大致可分為兩個部分一個是升壓過程中給升壓單元12中的電容充電時的功率損耗C* (Vfflax-Vfflin),C表示充電電容的容值，(Vmax-Vmin)表示充電電壓；另一個是時鐘驅動單元11每次被喚醒時的功率損耗。可以看出，在圖I所示的電荷泵電路的工作過程中，時鐘驅動單元11在每個工作周期都會被喚醒一次。在此過程中，時鐘驅動單元11中的許多器件需要重新開啟，因此會造成較多的功率損耗。更多關于降低電荷泵電路功耗的技術方案可以參考申請號為03156438. O、專利技術名稱為高精度低功耗電荷泵電路的中國專利申請文件。
技術實現思路
本專利技術解決的問題是提供一種電荷泵電路，降低電荷泵電路的功率損耗。為解決上述問題，本專利技術提供了一種電荷泵電路，所述電荷泵電路包括時鐘驅動單元，用于輸出驅動電壓；升壓單元，根據所述時鐘驅動單元輸出的驅動電壓提升電壓，輸出升壓電壓；電壓調整單元，對所述升壓單元輸出的升壓電壓進行整形和分壓，輸出穩定電壓；所述電荷泵電路還包括分壓單元，用于對所述升壓電壓進行分壓，輸出第一分壓電壓和第二分壓電壓；第一比較單元，用于將所述第一分壓電壓和第一基準電壓進行比較，輸出第一比較結果；第二比較單元，用于將所述第二分壓電壓和第二基準電壓進行比較，輸出第二比較結果；狀態控制單元，用于根據所述第一比較結果和所述第二比較結果輸出控制電平至所述時鐘驅動單元，控制所述時鐘驅動單元輸出所述驅動電壓。可選的，所述第一基準電壓和所述第二基準電壓分別根據所述升壓電壓的下限值和上限值確定，所述下限值小于所述上限值且相差預定值。可選的，所述預定值的取值范圍為O. 2V至I. 6V。可選的，所述第一基準電壓和所述第二基準電壓由帶隙基準源提供。可選的，所述第一分壓電壓和所述第二分壓電壓相等，所述第一基準電壓小于所述第二基準電壓。可選的，所述第一分壓電壓小于所述第二分壓電壓，所述第一基準電壓小于所述第二基準電壓。可選的，所述第一比較單元包括第一比較器，其正端輸入所述第一基準電壓，負端輸入所述第一分壓電壓。可選的，所述第二比較單元包括第二比較器，其正端輸入所述第二分壓電壓，負端輸入所述第二基準電壓。可選的，所述狀態控制單元為觸發器。可選的，所述觸發器為RS觸發器，其置位端輸入所述第一比較結果，復位端輸入所述第二比較結果，輸出端輸出所述控制電平。為解決上述問題，本專利技術還提供了一種存儲器，所述存儲器包括上述電荷泵電路。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果當電荷泵電路中輸出的升壓電壓超過設定的下限值后，所述時鐘驅動單元并沒有停止振蕩，而是繼續輸出周期振蕩信號，控制所述升壓單元再次升壓，直到所述升壓電壓達到設定的上限值后，才通過比較單元和狀態控制單元使所述時鐘驅動單元停止振蕩，控制所述升壓單元停止升壓。由于所述升壓單元中電容的充放電過程變長，因此整個電荷泵電路的工作周期變長，所述時鐘驅動單元被喚醒的次數減少，減小了功率損耗。附圖說明圖1是現有的一種電荷泵電路的結構示意圖；圖2是現有的電荷泵電路中輸出的升壓電壓波形示意圖；圖3是本專利技術實施方式電荷泵電路的結構示意圖；圖4是本專利技術實施例1電荷泵電路的結構示意圖；圖5是本專利技術實施例1電荷泵電路中輸出的升壓電壓波形示意圖；圖6是本專利技術實施例2電荷泵電路的結構示意圖。具體實施例方式為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖和實施例 對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術，但是本專利技術還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，因此本專利技術不受下面公開的具體實施例的限 制。正如
技術介紹
中所描述的，電荷泵電路在每個工作周期內的功率損耗大致可分為 兩個部分，一個是升壓過程中給升壓單元中的電容充電時的功率損耗，另一個是時鐘驅動 單元每次被喚醒時的功率損耗。本技術方案的專利技術人考慮，通過減少時鐘驅動單元被喚醒 的次數來降低功率功耗。圖3所示是本專利技術實施方式電荷泵電路的結構圖。參考圖3,所述電荷泵電路包 括時鐘驅動單元21，用于輸出驅動電壓；升壓單元22，根據所述時鐘驅動單元21輸出的 驅動電壓提升電壓，輸出升壓電壓；電壓調整單元23，對所述升壓單元22輸出的升壓電壓 進行整形和分壓，輸出穩定電壓；還包括分壓單元24，用于對所述升壓電壓進行分壓，輸出第一分壓電壓和第二分壓電 壓；第一比較單元25，用于將所述第一分壓電壓和第一基準電壓進行比較，輸出第一 比較結果；第二比較單元26，用于將所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電荷泵電路，包括：時鐘驅動單元，用于輸出驅動電壓；升壓單元，根據所述時鐘驅動單元輸出的驅動電壓提升電壓，輸出升壓電壓；電壓調整單元，對所述升壓單元輸出的升壓電壓進行整形和分壓，輸出穩定電壓；其特征在于，還包括：分壓單元，用于對所述升壓電壓進行分壓，輸出第一分壓電壓和第二分壓電壓；第一比較單元，用于將所述第一分壓電壓和第一基準電壓進行比較，輸出第一比較結果；第二比較單元，用于將所述第二分壓電壓和第二基準電壓進行比較，輸出第二比較結果；狀態控制單元，用于根據所述第一比較結果和所述第二比較結果輸出控制電平至所述時鐘驅動單元，控制所述時鐘驅動單元輸出所述驅動電壓。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊光軍，胡劍，
申請(專利權)人：上海宏力半導體制造有限公司，
類型：發明
國別省市：