电荷泵输出电压的稳定电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电荷泵输出电压的稳定电路，包括：两个比较路径，比较器，控制器；两个比较路径用于提供参考电压和检测电压到比较器的两个输入端，控制器根据比较结果对电荷泵进行控制使输出电压保持稳定。两个比较路径通过NMOS管进行镜像以及通过两个子电路来使输出电压稳定时两个比较路径的镜像电流和电源电压无关以及具有正的温度系数，电荷泵的输出电压为第二比较路径中所有具有正温度系数的电阻电压和具有负温度系数的二极管电压和第二NMOS管的源漏电压的叠加，正负温度系数的叠加能使电荷泵的输出电压的温度系数减少到趋于0，能提高电荷泵的输出电压的稳定性。本发明专利技术还能降低参考电压和检测电压的刷新时间，能降低功耗。

【技术实现步骤摘要】
电荷泵输出电压的稳定电路
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造，特别是涉及一种电荷泵输出电压的稳定电路。
技术介绍
闪存电路中往往需要采用到比电源电压更高的电压即电压HV，该电压HV需要通过电荷泵来输出，为电荷泵的输出电压。现有闪存电路中，当闪存切换到待机状态时，往往也需要采用电压HV，通过使电压HV在待机状态下保持稳定来实现快速的读取。为了保持电压HV在闪存待机状态下保持稳定，需要设计电荷泵输出电压的稳定电路，如图1所示，是现有电荷泵输出电压的稳定电路图；图1中稳定电路包括两条比较路径，一条比较路径用于对电源电压VDD进行分压并得到参考电压REF，一条比较路径用于对HV进行分压并得到检测电压DET，参考电压REF和检测电压DET输入到比较器103中，比较器103将比较结果输入到控制器102中，控制器102根据比较结构输出控制信号到电荷泵101中并控制电荷泵101的充放电从而实现使输出电压HV保持稳定。图1中参考电压REF是通过电阻102和电阻103对电源电压VDD进行分压得到，检测电压DET是通过电阻101和电阻104对电压HV进行分压得到。另外，电容C102并联在电阻R102的两端，电容C103并联在电阻R103的两端，电容C101并联在电阻R101的两端，电容C104并联在电阻R104的两端。图1中还设置有开关S101、S102、S103和S104，这些开关都受控制器102的控制。开关S101、S102、S103和S104仅在比较器103翻转时导通一段时间用于参考电压REF和检测电压DET的刷新，其它时间段开关S101、S102、S103和S104都断开，这样能够使电路保持低功耗。由上可知，现有稳定电路中，电源电压VDD和电压HV分别通过电容或电阻进行分压并进行比较从而来判断电压HV是否稳定，并根据比较结果反馈到控制器102，通过控制器102控制电荷泵101来实现电压HV的稳定，其中，电阻或电容也都能分别采用MOSFET实现。但是，实际上采用现有稳定电路时，电源电压VDD本身会波动，这会是HV产生更大的波动，例如，当电源电压VDD在1.3V至1.7V之间波动时，稳定值应当为2.7V的电压HV会在2.35V至3.05V之间波动，波动幅度较大，影响了HV的稳定性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电荷泵输出电压的稳定电路，能减少电荷泵的输出电压的波动，提高电荷泵输出电压的稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术提供的电荷泵输出电压的稳定电路包括：第一比较路径，第二比较路径，比较器，控制器。所述第一比较路径的连接在电源电压和地之间并在输出端输出参考电压到所述比较器的第一输入端。所述第二比较路径连接在电荷泵的输出电压和地之间并在输出端输出检测电压到所述比较器的第二输入端。所述比较器的输出端连接到所述控制器的输入端，所述控制器的输出端连接到所述电荷泵的控制端，所述控制器根据所述比较器的输出控制所述电荷泵的充放电从而使所述电荷泵的输出电压维持稳定。所述第一比较路径的输出端和电源电压之间设置有第一NMOS管，所述第二比较路径中设置有和所述第一NMOS管呈镜像的第二NMOS管；所述第一比较路径的输出端和地之间的第一子电路和所述第二比较路径的输出端和地之间的第二子电路；所述第二NMOS管的漏极和所述电荷泵的输出电压之间连接有第三子电路。所述电荷泵的输出电压维持稳定时所述参考电压等于所述检测电压，所述第一NMOS管的源漏电流和所述第二NMOS管的源漏电流呈比例，所述第一子电路和所述第二子电路之间连接有结面积大小不同的二个二极管并使所述第二NMOS管的源漏电流和二个二极管的PN结电压差成正比，使所述第二NMOS管的源漏电流具有正的温度系数且不受所述电源电压波动影响。所述第三子电路由电阻或二极管串联而成，所述电荷泵的输出电压为所述第二比较路径中所有电阻和二极管以及所述第二NMOS管的源漏电压叠加而成即所述第二比较路径中所有电阻的电压和二极管的电压以及所述第二NMOS管的源漏的电压叠加而成，所述第二比较路径中的二极管和所述第二NMOS管的源漏电压具有负的温度系数，所述第二比较路径中的电阻电压为所述第二NMOS管的源漏电流和对应电阻的乘积从而使各电阻电压具有正的温度系数，利用所述第二比较路径中的正负温度系数的叠加使所述电荷泵的输出电压的温度系数减少到趋于0，从而提高所述电荷泵的输出电压的稳定性。进一步的改进是，所述第一子电路和所述第二子电路中的一个由第一二极管和第一电阻串联而成，所述第一子电路和所述第二子电路中的另一个由第二二极管组成，所述第一二极管的面积大于所述第二二极管的面积，由所述第二二极管和所述第一二极管的PN结电压差和所述第一电阻的比值确定所述电荷泵的输出电压维持稳定时的所述第二NMOS管的源漏电流的大小和温度系数。进一步的改进是，所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的工艺条件相同，所述电荷泵的输出电压维持稳定时所述第一NMOS管的源漏电流和所述第二NMOS管的源漏电流为1:1。进一步的改进是，第二电阻串联在所述第二NMOS管的源极和所述第二子电路之间，第三电阻串联在所述第一NMOS管的源极和所述第一子电路之间。进一步的改进是，第二电阻串联在所述第二NMOS管的源极和所述第二子电路之间，第三电阻串联在所述第一NMOS管的源极和所述第一子电路之间，所述第二电阻和所述第三电阻的电阻大小相等。进一步的改进是，所述第三子电路包括串联的第三二极管和第四电阻。进一步的改进是，所述第三子电路还包括第五电阻，所述第五电阻和所述第三二极管并联。进一步的改进是，所述第三子电路还包括串联在所述第三二极管和所述第四电阻之间的由电阻或二极管组成的串联结构一，通过调节所述串联结构一的大小来适应具有更高稳定值的所述电荷泵的输出电压的输出。进一步的改进是，第一电容连接在所述第二比较路径的输出端和地之间，第二电容连接在所述第一比较路径的输出端和地之间，第三电容连接在所述第一比较路径的输出端和电源电压之间，第四电容连接在所述第二比较路径的输出端和所述电荷泵的输出电压之间。进一步的改进是，第一开关连接在所述第一比较路径的输出端和所述比较器的第一输入端之间，第二开关连接在所述第二比较路径的输出端和所述比较器的第二输入端之间，第三开关连接在所述第一NMOS管的漏极和电源电压之间，第四开关连接在所述第二NMOS管的漏极和所述电荷泵的输出电压之间。进一步的改进是，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的控制端都连接所述控制器；所述比较器发生翻转时所述控制器输出一个脉冲信号使所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关都导通从而使所述参考电压和所述检测电压刷新，所述参考电压和所述检测电压刷新结束后所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关都保持为断开状态以节省电能。进一步的改进是，所述比较器的第一输入端为反相输入端，所述比较器的第二输入端为正相输入端。进一步的改进是，所述电荷泵的输出电压用于给闪存供电。进一步的改进是，在所述闪存为待机状态下，通过稳定电路使所述电荷泵的输出电压保持稳定。本专利技术的稳定电路中，通过NMOS管将两个比较路径设置为电流大小成比例的镜像电路，再在两个比较路径中设置互相配合的第一子电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷泵输出电压的稳定电路，其特征在于，包括：第一比较路径，第二比较路径，比较器，控制器；所述第一比较路径的连接在电源电压和地之间并在输出端输出参考电压到所述比较器的第一输入端；所述第二比较路径连接在电荷泵的输出电压和地之间并在输出端输出检测电压到所述比较器的第二输入端；所述比较器的输出端连接到所述控制器的输入端，所述控制器的输出端连接到所述电荷泵的控制端，所述控制器根据所述比较器的输出控制所述电荷泵的充放电从而使所述电荷泵的输出电压维持稳定；所述第一比较路径的输出端和电源电压之间设置有第一NMOS管，所述第二比较路径中设置有和所述第一NMOS管呈镜像的第二NMOS管；所述第一比较路径的输出端和地之间的第一子电路和所述第二比较路径的输出端和地之间的第二子电路；所述第二NMOS管的漏极和所述电荷泵的输出电压之间连接有第三子电路；所述电荷泵的输出电压维持稳定时所述参考电压等于所述检测电压，所述第一NMOS管的源漏电流和所述第二NMOS管的源漏电流呈比例，所述第一子电路和所述第二子电路之间连接有结面积大小不同的二个二极管并使所述第二NMOS管的源漏电流和二个二极管的PN结电压差成正比，使所述第二NMOS管的源漏电流具有正的温度系数且不受所述电源电压波动影响；所述第三子电路由电阻或二极管串联而成，所述电荷泵的输出电压为所述第二比较路径中所有电阻和二极管以及所述第二NMOS管的源漏电压叠加而成，所述第二比较路径中的二极管和所述第二NMOS管的源漏电压具有负的温度系数，所述第二比较路径中的电阻电压为所述第二NMOS管的源漏电流和对应电阻的乘积从而使各电阻电压具有正的温度系数，利用所述第二比较路径中的正负温度系数的叠加使所述电荷泵的输出电压的温度系数减少到趋于0，从而提高所述电荷泵的输出电压的稳定性。...

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵输出电压的稳定电路，其特征在于，包括：第一比较路径，第二比较路径，比较器，控制器；所述第一比较路径的连接在电源电压和地之间并在输出端输出参考电压到所述比较器的第一输入端；所述第二比较路径连接在电荷泵的输出电压和地之间并在输出端输出检测电压到所述比较器的第二输入端；所述比较器的输出端连接到所述控制器的输入端，所述控制器的输出端连接到所述电荷泵的控制端，所述控制器根据所述比较器的输出控制所述电荷泵的充放电从而使所述电荷泵的输出电压维持稳定；所述第一比较路径的输出端和电源电压之间设置有第一NMOS管，所述第二比较路径中设置有和所述第一NMOS管呈镜像的第二NMOS管；所述第一比较路径的输出端和地之间的第一子电路和所述第二比较路径的输出端和地之间的第二子电路；所述第二NMOS管的漏极和所述电荷泵的输出电压之间连接有第三子电路；所述电荷泵的输出电压维持稳定时所述参考电压等于所述检测电压，所述第一NMOS管的源漏电流和所述第二NMOS管的源漏电流呈比例，所述第一子电路和所述第二子电路之间连接有结面积大小不同的二个二极管并使所述第二NMOS管的源漏电流和二个二极管的PN结电压差成正比，使所述第二NMOS管的源漏电流具有正的温度系数且不受所述电源电压波动影响；所述第三子电路由电阻或二极管串联而成，所述电荷泵的输出电压为所述第二比较路径中所有电阻和二极管以及所述第二NMOS管的源漏电压叠加而成，所述第二比较路径中的二极管和所述第二NMOS管的源漏电压具有负的温度系数，所述第二比较路径中的电阻电压为所述第二NMOS管的源漏电流和对应电阻的乘积从而使各电阻电压具有正的温度系数，利用所述第二比较路径中的正负温度系数的叠加使所述电荷泵的输出电压的温度系数减少到趋于0，从而提高所述电荷泵的输出电压的稳定性。2.如权利要求1所述的电荷泵输出电压的稳定电路，其特征在于：所述第一子电路和所述第二子电路中的一个由第一二极管和第一电阻串联而成，所述第一子电路和所述第二子电路中的另一个由第二二极管组成，所述第一二极管的面积大于所述第二二极管的面积，由所述第二二极管和所述第一二极管的PN结电压差和所述第一电阻的比值确定所述电荷泵的输出电压维持稳定时的所述第二NMOS管的源漏电流的大小和温度系数。3.如权利要求1或2所述的电荷泵输出电压的稳定电路，其特征在于：所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的工艺条件相同，所述电荷泵的输出电压维持稳定时所述第一NMOS管的源漏电流和所述第二NMOS管的源漏电流为1:1。4.如权利要求1或2所述的电荷泵输出电压的稳定电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文毅，张勇，肖军，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31