一种电压基准电路制造技术

一种电压基准电路，包括：　　　　至少一个非易失性存储器单元，所述单元具有浮栅区、漏极、栅极和源极，所述浮栅区存储电荷，所述存储器单元的阈值电压取决于所述浮栅区存储的电荷量；　　　　第一偏置装置，用于偏置所述存储器单元的所述漏极；　　　　所述第一偏置装置耦合到输出恒定的第一电压信号源；　　　　所述源极耦合到第二电压信号源；　　　　所述栅极耦合到第三电压信号源；　　　　其中，所述第二和第三电压信号源用于改变所述存储器单元的所述浮栅区存储的电荷量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Voltage reference circuit

A voltage reference circuit includes at least one non-volatile memory unit, the unit has a floating gate, drain, gate and source, the storage area of the floating gate charge, the charge depends on the threshold voltage of the memory unit in the storage area of the first floating gate bias device; that is used to bias the memory unit of the drain electrode; a first voltage signal source of the coupling device to output a first bias constant; the source coupled to a second voltage signal source; the gate coupled to a third voltage signal source; its in the second and third voltage signal source for charge change the memory unit of the floating gate storage area.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及一种在半导体集成器件中使用的电压基准电路。更具体地，本专利技术涉及一种在半导体集成器件中使用的用EEPROM单元实现的可编程电压基准电路。
技术介绍
在各种半导体设备，特别是非易失性存储器器件中需要使用基准电压生成电路。在现有技术中，经常使用带隙基准电路产生稳定的基准电压。例如，NO.6,570,437、NO.6,566,850和NO.6,563,371号美国专利分别给出了使用带隙电路产生电压的电路和方法。但是，带隙电路本身具有一个严重的缺点带隙基准电路本身通常要消耗比较大的直流功耗，此外，为获得所需要的电压，还需要电压分配器，这两个模块通常需要支取10到200微安的直流电流。带隙电路的这个特点使得它不适合用在低功耗系统中，例如，用电池供电的系统中，因为这样将缩短电池的使用寿命。而且带隙基准电路容易受电路制造工艺上的变化的影响，所以保持其输出基准电压准确比较困难。为了解决上述问题，已经提出了很多方案。例如，No.99124773.6号中国专利申请中公开了一种低功率基准电压电路，它也是基于带隙电路实现的。No.5,901,085号美国专利中公开了一种使用闪存单元实现的可编程基准电压源，它消耗比较低的直流功耗，但是它要使用运算放大器作为反馈元件，因为需要占有比较大的芯片面积。日本专利申请JP 15667/98公开了一种具有浮动栅极的金属氧化物半导体场效应管的参考电压发生电路，在该电路中，使用了两个具有浮动栅极的MOS管，在电路中，两个MOS均被连接成二极管形式工作，该基准电路的输出电压可以通过改变所述两个MOS管的阈值电压进行调整。上述专利和申请的内容在此通过引用而被全部引入。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用EEPROM单元实现的可编程电压基准电路，能消耗较低的静态功耗，同时具有比较简单的结构，适合在各种要求消耗较小功耗的系统中使用。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种电压基准电路包括至少一个非易失性存储器单元，所述单元具有浮栅区、漏极、栅极和源极，所述浮栅区存储电荷，所述存储器单元的阈值电压取决于所述浮栅区存储的电荷量；第一偏置装置，用于偏置所述存储器单元的所述漏极，其中，所述第一偏置装置耦合到输出恒定的第一电压信号源；所述源极耦合到第二电压信号源；所述栅极耦合到第三电压信号源；所述第二和第三电压信号源用于改变所述存储器单元的所述浮栅区存储的电荷量。在本专利技术的另一个实施例中，还包括耦合在所述源极和所述第二电压信号源之间的第二偏置装置，用于偏置所述存储器单元的所述源极。在本专利技术的实施例中，用于产生基准电压的存储器单元是EEPROM单元。为了对本专利技术的电压基准电路进行编程来调整其输出电压，在根据本专利技术的实施例中还包括耦合在所述第三电压信号源和所述栅极之间的第一开关装置，用于选择性地把所述栅极和所述第三电压信号源耦合或隔离；耦合在所述漏极和所述栅极之间的第二开关装置，用于选择性地把所述漏极和所述栅极耦合或隔离；耦合在所述源极和所述第二电压信号源之间的第三开关装置，用于选择性地把所述源极和所述第二电压信号源耦合或隔离；耦合在所述漏极和所述第一偏置装置之间的第四开关装置，用于选择性地把所述漏极和所述第一偏置装置耦合或隔离；以及控制逻辑电路，用于产生控制所述第一、第二、第三和第四开关装置的信号。通过读取输出基准电压，可以用各种方法来准确地控制编程调整的过程。在本专利技术的一个实施例中，所述控制逻辑电路根据所述运算放大器的输出产生控制所述第一、第二、第三和第四开关装置的信号。而在另一个实施例中，所述控制逻辑电路根据所述运算放大器的输出信号，控制所述第三电压信号源的输出。在本专利技术的一个优选实施例中，所述第一偏置装置是电阻器。该电阻器应该具有比较大的阻值，使得EEPROM单元恰好工作在刚刚出现反型区的状态附近。在本专利技术的另一个优选实施例中，提供了包括两个非易失性存储器单元的电压基准电路，该电路包括第一、第二两个非易失性存储器单元，所述第一、第二存储器单元的栅极均耦合到所述第三电压信号源，其中，所述第一、第二存储器单元的起始阈值电压不同；耦合在第二存储器单元的漏极和地电位之间的电阻器；其中，所述第一偏置装置包括第一和第二金属氧化物场效应管，所述第一和第二金属氧化物场效应管组成镜像电流源，所述第一金属氧化物场效应管的源极和所述第一存储器单元的漏极耦合，所述第二金属氧化物场效应管的源极和所述第二存储器单元的漏极耦合。为了能够对电压基准电路的输出电压进行微调，本专利技术的另一个实施例还提供了包括三个非易失性存储器单元的电压基准电路，第三非易失性存储器单元，其漏极和所述第二存储器单元的漏极耦合，其栅极和第四电压信号源耦合，其源极耦合到所述第二电压信号源。在本专利技术的上述实施例中，非易失性存储器单元可以用EEPROM单元实现。为了增强电压基准电路的驱动能力，在本专利技术的一些实施例中还包括由运算放大器构成的缓冲器，缓冲器耦合到EEPROM单元的漏极。根据需要，缓冲器可以包含由运算放大器构成的电压跟随器，或包含由运算放大器构成的同相放大电路或反相放大电路。相对于现有技术，本专利技术具有直流功耗低，实现方法简单等显著优点，特别适于在EEPROM器件中使用。此外，本专利技术还实现了非常精确地设定基准电压，通过调整所用EEPROM单元的阈值电压，可以补偿因制造工艺导致的输出电压的变化。下面将参考附图，结合实施例，对本专利技术进行详细描述，使得本专利技术的目的、特征和有益效果更加明显。附图说明图1是本专利技术的第一实施例的电路示意图。图2是本专利技术的第二实施例的电路示意图。图3是本专利技术的第三实施例的电路示意图。附图中类似的标号和标记指示提供类似功能的元件。具体实施例方式在下面对本专利技术的详细描述中阐述了很多具体细节，以便于充分理解本专利技术。在另外一些例子里，没有对公知的方法、过程、部件和电路进行详细的描述，以避免喧宾夺主、淡化了本专利技术的主要内容。但是，没有这些具体细节也可以实施本专利技术，对于本领域的技术人员来说是很明显的。下面将结合特定实施例描述本专利技术。图1是本专利技术的第一实施例的电路示意图。在图1所示的电路中，包括EEPROM单元M1，它具有浮栅区、漏极、栅极和源极，所述浮栅区存储电荷，M1的阈值电压取决于所述浮栅区存储的电荷量，电阻Rb，SW1到SW4是开关装置，用于选择性地控制电路的耦合状态，从而改变信号的通路。MC是控制SW1到SW4的工作状态的控制信号，这些信号由控制逻辑电路产生。由于控制电路属于现有技术范畴，为了简化附图，在图1中将它们略去。在图1所示的电路中，电阻Rb的一端和电源Vdd耦合，另一端通过开关装置SW4和EEPROM单元M1的漏极D耦合，M1的漏极D和控制栅极G通过开关装置SW2耦合在一起。同时，栅极G还通过开关装置SW1和用于改变EEPROM单元M1的阈值电压的信号源耦合。M1的源极S通过开关装置SW3和信号源耦合。和M1的栅极G和源极S耦合的信号源和对EEPROM单元进行擦除和写入操作所用的装置具有类似的功能，在本专利技术中，和控制逻辑电路一起完成对电压基准电路的编程。下面结合图1所示电路的工作过程对本专利技术的第一实施例做进一步的说明。设M1的阈值电压为VT，栅极和源极之间的电压为Vgs。在电路的工作模式下，即电路输出基准电压的状态下，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许丹，罗文哲，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：