用于高压电荷泵中的恒定压摆率的电路和方法技术

本公开涉及用于高压电荷泵中的恒定压摆率的电路和方法。例如，一种集成电路包括：非易失性存储器；电荷泵，为非易失性存储器阵列的编程操作生成高电压；以及电荷泵调节器，控制电荷泵的压摆率。电荷泵调节器生成指示压摆率的感测电流，并基于感测电流调整提供给电荷泵的时钟信号的频率。的时钟信号的频率。的时钟信号的频率。

【技术实现步骤摘要】
用于高压电荷泵中的恒定压摆率的电路和方法


[0001]本专利技术涉及非易失性存储器，并且更具体地，涉及用于非易失性存储器的编程和擦除电压的生成。

技术介绍

[0002]许多非易失性存储器包括用作非易失性存储器单元的数据存储元件的浮栅晶体管。通过已知为Fowler
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Nordheim隧穿的处理向/从浮栅晶体管的浮栅添加或移除电子来将数据写入存储器单元或从存储器单元器擦除数据。Fowler
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Nordheim隧穿部分是通过在浮栅晶体管的控制栅极和浮栅晶体管的源极端子之间施加高压来实现的。
[0003]如果在编程或擦除周期期间施加太长时间的高压，则非易失性存储器单元的耐久性会受到不利影响。如果施加太短时间的高压，则存储器单元的效率和数据保持特性也会受到不利影响。为了获得良好的编程和擦除效率，仔细地选择所施加电压的幅度和持续时间。
[0004]然而，与施加编程和擦除功能相关的其他因素也会不利地影响存储器单元。例如，电荷泵通常用于为编程和擦除操作生成高电压。电荷泵的输出电压的压摆率(slew rate)可影响编程和擦除周期。
[0005]在
技术介绍
部分中讨论的所有主题不必须是现有技术，并且不应仅仅由于其在背景部分中的讨论而被假定为现有技术。沿着这些思路，对背景部分中讨论的现有技术中的问题或与此类主题相关联的问题的任何识别不应被视为现有技术，除非明确声明为现有技术。相反，背景部分中对任何主题的讨论应被视为专利技术人解决特定问题的方法的一部分，其本身也可具有创造性。/>
技术实现思路

[0006]本公开的实施例提供了一种电荷泵调节器，其在非易失性存储器的编程和擦除操作期间控制电荷泵。电荷泵调节器确保电荷泵的输出具有将导致高效且有效的编程和擦除操作的特性。具体地，电荷泵调节器监控电荷泵的输出电压的变化，并使用反馈原理来确保输出电压的变化率(压摆率)在期望范围内。
附图说明
[0007]现在仅以示例的方式参考附图。在附图中，相同的参考标号表示相似的元件或动作。然而，在一些附图中，可以使用不同的参考标号来指示相同或类似的元件。附图中元件的尺寸和相对位置不一定按比例绘制。例如，可以放大和定位各种元件的形状和角度以提高附图的易读性。
[0008]图1是根据一个实施例的包括电荷泵调节器的集成电路的框图。
[0009]图2是根据一个实施例的包括电荷泵调节器的集成电路的框图。
[0010]图3是根据一个实施例的包括电荷泵调节器的集成电路的示意图。
[0011]图4是根据一个实施例的包括电荷泵调节器的集成电路的示意图。
[0012]图5是根据一个实施例的包括电荷泵调节器的集成电路的示意图。
[0013]图6是根据一个实施例的包括电荷泵调节器的集成电路的示意图。
[0014]图7是根据一个实施例的集成电路的框图。
[0015]图8是根据一个实施例的用于操作集成电路的方法800的流程图。
具体实施方式
[0016]在以下描述中，阐述某些特定细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，实施例可以在没有这些特定细节中的一个或多个的情况下实施，或者使用其他方法、部件、材料等来实施。
[0017]除非上下文另有要求，否则在随后的说明书和权利要求书中，词语“包括”及其变体应以开放、包容的意义解释，即“包括但不限于”。此外，除非上下文另有明确规定，否则术语“第一”、“第二”和类似地顺序指示符应解释为可互换的。
[0018]在本说明书中对“一个实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的各个地方出现的措辞“在一个实施例中”不一定都指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以任何合适的方式组合特定特征、结构或特征。
[0019]如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，除非内容另有明确规定，否则单数形式“一个”和“该”包括复数指代。还应注意，除非内容另有明确规定，否则术语“或者”通常在其最广义上使用，即“和/或”的含义。
[0020]图1是根据一个实施例的集成电路100的框图。集成电路100包括存储器阵列102、电荷泵104和电荷泵调节器106。电荷泵调节器106的电荷泵104协作以确保存储器阵列102的高效和有效的存储器编程和擦除操作。
[0021]存储器阵列102是包括多个存储器单元的非易失性存储器阵列。在一个示例中，存储器单元包括浮栅晶体管。浮栅晶体管具有浮栅。通过在浮栅晶体管的控制栅极和浮栅晶体管的源极端子之间施加高电压，数据被存储在浮栅中或从浮栅中被擦除。电子隧穿浮栅晶体管的沟道至浮栅或者从浮栅至沟道(视情况而定)，以编程数据或从浮栅擦除数据。隧穿处理被已知为Fowler
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Nordheim隧穿。虽然本公开主要描述了存储器阵列102是非易失性存储器阵列并且存储器单元包括浮栅晶体管作为存储器件的实施例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他类型的存储器阵列和存储器单元。此外，本公开的原理可扩展到非易失性存储器阵列以外的存储器阵列。
[0022]电荷泵104为存储器阵列102的存储器单元的编程和擦除操作生成高电压。通常，电荷泵104接收具有VDD幅度和选定频率的时钟信号，并且为编程和擦除操作生成高电压。在一个实施例中，电荷泵104包括多个电荷泵级。每个电荷泵级都将VDD添加到前一电荷泵级的输出。如果第一电荷泵级接收VDD作为输入，则第一电荷泵级输出2*VDD作为输出。第二电荷泵级从第一电荷泵级接收2*VDD，并输出3*VDD。这一直持续直到最后的电荷泵级输出电荷泵104的输出电压Vout为止。在一个示例中，Vout介于15V和20V之间。
[0023]当要执行编程或擦除操作时，电荷泵104最初具有0V或电源电压VDD的输出电压。然后，输出电压上升到编程或擦除操作的输出电压。电荷泵104的输出的初始上升时间被分
解成用于编程或擦除操作的总时间。因此，如果上升时间非常慢，则编程和擦除操作相应较慢。然而，如果上升时间过快，则这会导致编程或擦除操作中出现其他问题，诸如存储器单元的过编程或过擦除。输出电压随时间的变化被已知为电荷泵104的压摆率。高压摆率对应于快速地改变输出电压。低压摆率对应于缓慢地改变输出电压。
[0024]影响压摆率的条件之一是电荷泵的负载。负载对应于在编程或擦除操作中使用的电流量。除电流负载外，还有由电荷泵充电的电容负载。如果仅针对单行的存储器单元执行编程或擦除操作，则负载电流和负载电容相对较小。如果将要针对多行存储器单元执行编程或擦除操作，则负载电流和负载电容相对较大。如下面将要更详细阐述的，总负载可被建模为负载电容器和负载电流源。一般来说，较高的负载导致较低的压摆率或者提供较高压摆率所需的更多资源。一般来说，较小的负载导致更高的压摆率或者提供更高压摆率所需的更少资源。
[0025]影响压摆率的另一条件是提供给电荷泵104的时钟信号的频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路，包括：电荷泵，被配置为接收电源电压并提供高于所述电源电压的输出电压；以及电荷泵调节器，耦合到所述电荷泵，并且包括：感测电流发生器，耦合到所述电荷泵，并被配置为生成指示所述输出电压的压摆率的感测电流；参考电流发生器，被配置为生成参考电流；电流差分器，被配置为接收所述感测电流和所述参考电流，并生成指示所述感测电流和所述参考电流之差的差分电流；和时钟发生器，被配置为生成具有基于所述差分电流的频率的时钟信号，并将所述时钟信号提供给所述电荷泵。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述时钟发生器包括电流控制振荡器，所述电流控制振荡器从所述电流差分器接收所述差分电流，并生成具有基于所述差分电流的频率的振荡信号。3.根据权利要求2所述的集成电路，其中所述时钟发生器根据所述振荡信号生成所述时钟信号。4.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述感测电流发生器包括耦合到所述电荷泵的输出端子的感测电容器。5.根据权利要求4所述的集成电路，其中所述感测电流对应于所述电容器的充电电流。6.根据权利要求5所述的集成电路，其中所述充电电流对应于所述输出电压的所述压摆率。7.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述感测电流发生器包括以电流镜配置耦合到一起的多个并联感测电流路径，所述多个并联感测电流路径可被选择性地启用以调整所述感测电流发生器的灵敏度。8.根据权利要求7所述的集成电路，还包括控制电路，所述控制电路基于所述电荷泵的负载选择性地启用所述多个并联感测电流路径。9.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述参考电流发生器包括以电流镜配置耦合到一起的多个并联参考电流路径，所述多个并联参考电流路径可被选择性地启用以调整所述参考电流。10.根据权利要求9所述的集成电路，还包括控制电路，所述控制电路基于所述电荷泵的负载选择性地启用所述多个并联参考电流路径。11.根据权利要求10所述的集成电路，还包括非易失性存储器，所述非易失性存储器耦合到所述电荷泵并被配置为接收所述电荷泵的所述输出电压。12.根据权利要求11所述的集成电路，其中所述非易失性存储器包括多个存储器单元，每个存储器单元均包括浮栅晶体管。13.根据权利要求11所述的集成电路，其中所述非易失性存储器利用所述输出电压来编程或者从浮栅晶体管擦除数据。14.一种集成电路，包括：存储器阵列，包括多个存储器单元；电荷泵，具有耦合到所述存储器阵列的输出；
感测电流发生器，耦合到所述电荷泵的输出；参考电流发生器；电流差分器，具有：耦合到所述感测电流发生器的第一输入；耦合到所述参考电流发生器的第二输入；和输出；以及时钟发生器，耦合到所述电荷泵，并具有耦合到所述电流差分器的输出的电流控制振荡器。15.根据权利要求14所述的集成电路，其中所述时钟发生器包括相位发生器，所述相位发生器从所述电流控制振荡器接收振荡信号，根据所述振荡信号生成时钟信号，并将所述时钟信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：意法半导体国际有限公司，
类型：发明
国别省市：