一种电荷泵调节电路及其应用制造技术

本发明专利技术涉及电路设计技术领域，公开了一种电荷泵调节电路及其应用，所述电荷泵调节电路包括时钟产生电路和分压比较电路、控制模块电路和时钟幅度控制电路，其中控制模块电路配置成根据分压比较电路输出的比较结果生成控制信号，并送入所述时钟幅度控制电路，时钟幅度控制电路接入所述时钟产生电路与电荷泵之间，配置成根据控制信号控制时钟幅度大小并传输不同时钟信号至电荷泵；本发明专利技术能够有效减少电荷泵在关断和开启时跳变的时钟幅度，减少输出纹波，同时不会影响电荷泵的上升和恢复速度，也不会减少电荷泵的驱动能力，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种电荷泵调节电路及其应用
本专利技术涉及电路设计
，具体涉及一种电荷泵调节电路及其应用。
技术介绍
目前，半导体存储器被广泛应用于各种场合，半导体存储器可分为易失性存储器和非易失性存储器。非易失性存储器由于在没有电源的情况下仍能保持数据等优点而更受欢迎。在对非易失性存储器进行擦除操作时，通常需要施加一定的擦除电压至存储单元的控制栅上。在以NORFLASH结构为基础的存算一体化芯片中，需要内部电路提供远远大于电源电压的电压值来执行编程和擦除操作，这样的高电压往往由电荷泵电路提供。电荷泵电路需要额外的调节电路将其输出电压稳定在一个固定的电压值。传统的电荷泵调节电路使用基于“开关”机制的调节方式，如图1所示，调节电路通过控制电荷泵关断，在电荷泵输出分压高于参考电压时即关断时钟。在这种调节方式中，由于电荷泵本身在不断开启或关闭中，接受到的时钟幅度存在一个电源电压大小的跳变，大的时钟幅度的跳变导致了电荷泵输出电流的跳变，使得最后调节出来的电压存在一个不小的纹波。纹波大的缺点让其无法适应精密度比较大的编程和擦除操作。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种电荷泵调节电路，主要用于减少传统电荷泵中时钟的幅度变化太大，最后导致输出电压纹波很大的问题。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种电荷泵调节电路，包括时钟产生电路和分压比较电路，所述时钟产生电路用于生成控制电荷泵关断的时钟信号，所述分压比较电路用于将电荷泵输出的电压分压处理后与参考电压进行比较并输出，此外还包括控制模块电路和时钟幅度控制电路；所述控制模块电路配置成根据分压比较电路输出的比较结果生成控制信号，并送入所述时钟幅度控制电路；所述时钟幅度控制电路接入所述时钟产生电路与电荷泵之间，配置成根据控制信号控制时钟幅度大小并传输不同时钟信号至电荷泵。优选地，所述时钟幅度控制电路由传输门配置而成，并根据控制信号执行对时钟信号的关断、开启或减幅操作；所述控制信号为控制所述传输门通断的栅极电压信号。优选地，所述不同时钟信号包括全电源幅度的时钟信号和固定减幅的弱时钟信号。优选地，所述控制模块电路包括第一反相器、第二反相器和第三反相器；所述第一反相器与第二反相器串联，所述第一反相器与第三反相器共输入端并连接所述分压比较电路的比较输出端；所述第二反相器和第三反相器的输出端分别连接所述传输门的Cp和Cn信号输入端。优选地，所述第三反相器中的NMOS管的宽长比大于PMOS管的宽长比。优选地，所述控制模块电路包括第一迟滞反相器、第二迟滞反相器、第四反相器、第一缓冲器和第二缓冲器；所述第一迟滞反相器与第四反相器和第一缓冲器串联，所述第二迟滞缓冲器和第二缓冲器串联；所述第一迟滞反相器和第二迟滞反相器共输入端并连接所述分压比较电路的比较输出端；所述第一缓冲器和第二缓冲器输出端分别连接所述传输门的Cp和Cn信号输入端；所述第一迟滞反相器为输出上升沿延迟的迟滞反相器，第二迟滞反相器为输出下降沿延迟的迟滞反相器。优选地，所述第一迟滞反相器包括PMOS管M2、M3、M4和NMOS管M1，其中PMOS管M2、M3和NMOS管M1共栅极并接第一迟滞反相器输入端，PMOS管M3和M4共漏极并连接M2的源极，PMOS管M2和NMOS管M1共漏极连同M4的栅极共同接第一迟滞反向器输出端，所述PMOS管M3、M4源极接逻辑电源正极，NMOS管M1源极接逻辑电源负极；所述第二迟滞反相器包括NMOS管M5、M6、M7和PMOS管M8，其中NMOS管M5、M6和NMOS管M8共栅极并接第二迟滞反相器输入端，NMOS管M5和M7共漏极并连接M6的源极，PMOS管M8和NMOS管M6共漏极连同M7的栅极共同接第二迟滞反向器输出端，所述NMOS管M5、M7源极接逻辑电源负极，PMOS管M8源极接逻辑电源正极。优选地，还包括压控振荡器，所述压控振荡器输入端接所述分压比较电路的比较输出端，用于根据分压比较电路输出的比较结果调节时钟产生电路输出的时钟信号频率。优选地，所述时钟幅度控制电路包括第五反相器、第六反相器和第一传输门，所述第五反相器与第六反相器串联，所述第五反相器输入端和第六反相器输出端分别作为时钟幅度控制电路的输入节点和输出节点，所述传输门的输入和输出端分别接逻辑电源负极和第六反相器的NMOS管源极，所述传输门PMOS管栅极接逻辑电源负极、NMOS管栅极接所述控制模块电路生成的控制信号。优选地，所述控制模块电路包括第七反相器和锁存器，所述第七反相器输入端和输出端分别与分压比较电路的比较输出端和锁存器R端连接，所述锁存器输出端为所述控制信号输出节点；所述锁存器S端外接脉冲信号，所述脉冲信号在电荷泵每次开启时候触发，所述脉冲信号宽度小于所述电荷泵输出电压上升时间。本专利技术还提供一种存储器，包括：成阵列设置的存储单元、电荷泵以及权前述的电荷泵调节电路，所述电荷泵通过电荷泵调节电路提供所述存储单元所需的编程或擦除电压。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术设计的控制模块电路和时钟幅度控制电路能够有效减少电荷泵在关断和开启时跳变的时钟幅度，减少输出纹波，特别的创造性采用传输门的传输电路作为时钟幅度控制电路加入到电荷泵的调节电路之中，利用了传输门的传输特性，达到控制时钟幅度的效果，比传统的调节电路更为进步的在于，传输门不仅仅能够关断和开启时钟的幅度，也能在特定的控制下实现时钟幅度的固定减幅，因此可以有效降低电荷泵本身“开启”和“关闭”之间过大的幅度跳变，减少电荷泵输出电流的跳变，并改善输出电压的纹波；匹配设计的控制模块电路输出的控制信号控制时钟幅度控制电路，同时时钟幅度控制电路传输时钟信号给电荷泵电路，通过使得时钟关断、开启和减幅来控制最后的输出电压，更进一步的可以充分的利用传输门的传输特性，从而控制传输门N管和P管的栅极信号来决定时钟能够通过的幅度大小，进一步增加了调节电路使用的便捷和强适用性；此外本专利技术的控制模块电路和时钟幅度控制电路的具体电路设计，保证了本专利技术的调节电路不会影响电荷泵的上升和恢复速度，同时也不会减少电荷泵的驱动能力；特别的在本专利技术还创造性提出了将时钟幅度控制电路和频率调节方式结合起来使用的方法，二者相互配合使用可以改善频率调节模式下电荷泵在输出为轻载时候的纹波特性，有效解决频率调节在轻负载时纹波过大的问题，达到综合改善电路的性能的目的。关于本专利技术相对于现有技术，其他突出的实质性特点和显著的进步在实施例部分进一步详细介绍。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是传统skip电路结构示意图；图2是本专利技术的电荷泵调节电路的电路结构示意图；图3是本专利技术的电荷泵调节电路的中分压比较电路结构图；图4是传统“关断”电荷泵调节和本专利技术方案调节的对比图；图5是本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷泵调节电路，包括时钟产生电路和分压比较电路，所述时钟产生电路用于生成控制电荷泵关断的时钟信号，所述分压比较电路用于将电荷泵输出的电压分压处理后与参考电压进行比较并输出，其特征在于，还包括控制模块电路和时钟幅度控制电路；/n所述控制模块电路配置成根据分压比较电路输出的比较结果生成控制信号，并送入所述时钟幅度控制电路；/n所述时钟幅度控制电路接入所述时钟产生电路与电荷泵之间，配置成根据控制信号控制时钟幅度大小并传输不同时钟信号至电荷泵。/n

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵调节电路，包括时钟产生电路和分压比较电路，所述时钟产生电路用于生成控制电荷泵关断的时钟信号，所述分压比较电路用于将电荷泵输出的电压分压处理后与参考电压进行比较并输出，其特征在于，还包括控制模块电路和时钟幅度控制电路；
所述控制模块电路配置成根据分压比较电路输出的比较结果生成控制信号，并送入所述时钟幅度控制电路；
所述时钟幅度控制电路接入所述时钟产生电路与电荷泵之间，配置成根据控制信号控制时钟幅度大小并传输不同时钟信号至电荷泵。


2.根据权利要求1所述的一种电荷泵调节电路，其特征在于，所述时钟幅度控制电路由传输门配置而成，并根据控制信号执行对时钟信号的关断、开启或减幅操作；
所述控制信号为控制所述传输门通断的栅极电压信号。


3.根据权利要求2所述的一种电荷泵调节电路，其特征在于，所述不同时钟信号包括全电源幅度的时钟信号和固定减幅的弱时钟信号。


4.根据权利要求2所述的一种电荷泵调节电路，其特征在于，所述控制模块电路包括第一反相器、第二反相器和第三反相器；
所述第一反相器与第二反相器串联，所述第一反相器与第三反相器共输入端并连接所述分压比较电路的比较输出端；
所述第二反相器和第三反相器的输出端分别连接所述传输门的Cp和Cn信号输入端。


5.根据权利要求4所述的一种电荷泵调节电路，其特征在于，所述第三反相器中的NMOS管的宽长比大于PMOS管的宽长比。


6.根据权利要求2所述的一种电荷泵调节电路，其特征在于，所述控制模块电路包括第一迟滞反相器、第二迟滞反相器、第四反相器、第一缓冲器和第二缓冲器；
所述第一迟滞反相器与第四反相器和第一缓冲器串联，所述第二迟滞缓冲器和第二缓冲器串联；
所述第一迟滞反相器和第二迟滞反相器共输入端并连接所述分压比较电路的比较输出端；
所述第一缓冲器和第二缓冲器输出端分别连接所述传输门的Cp和Cn信号输入端；
所述第一迟滞反相器为输出上升沿延迟的迟滞反相器，第二迟滞反相器为输出下降沿延迟的迟滞反相器。


7.根据权利要求6所述的一种电荷泵调节电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政达，任军，熊力，吕向东，盛荣华，欧阳托日，丁士鹏，
申请(专利权)人：合肥恒烁半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34