电荷泵结构及电荷泵的启动方法技术

本发明专利技术公开了一种低功耗的电荷泵结构及其启动方法，包括启动控制模块、正压泵模块和负压泵模块，所述启动控制模块分别通过正压泵模块控制回路和反馈回路连接正压泵模块和负压泵模块，所述启动控制模块在电荷泵启动时先启动正压泵模块和负压泵模块中的一个，当先被启动的正压泵模块或负压泵模块对所述启动控制模块的反馈表示该先被启动的模块输出电压已经足够大时，启动控制模块再启动另外一个负压泵模块或正压泵模块。本发明专利技术通过先后启动正压泵模块或负压泵模块，使得在电荷泵启动时，电流只经过一个模块，从而使得启动时电流被降低，保证了电源电压不会大幅度下降，从而影响电路系统中其它的部件工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件所用的电荷泵的结构，本专利技术还涉及一种电荷泵的启 动方法。
技术介绍
在现代工业中，电荷泵在射频卡中的应用越来越多，射频卡的能量是通过电感耦 合得到的，功率⑵=电流(I)X电源电压(VDD)，由于功率P是恒定的，如果电流I过大的 话，则电源电压VDD必然降低，导致芯片内其它电路不能正常工作。传统的电荷泵只适用于 电源电压VDD恒定的平台，不适用于功率P恒定的平台。而在射频卡等应用的场合，其接收 到的功率却是一定的，因此传统的电荷泵已经不能适用于这些场合的应用，急需要一种能 够在功率P—定的情况下，使整个半导体电路能够正常稳定工作的电荷泵的出现。
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的结构，以及这种电荷泵的启动方 法，能够在快速启动电荷泵的同时，使整个电路系统在电荷泵启动时候保持稳定。为解决上述技术问题，本专利技术电荷泵结构的技术方案是，包括启动控制模块、正压 泵模块和负压泵模块，所述启动控制模块分别通过正压泵模块控制回路和反馈回路连接正 压泵模块，所述启动控制模块分别通过负压泵模块控制回路和反馈回路连接负压泵模块， 所述启动控制模块在电荷泵启动时先启动正压泵模块和负压泵模块中的一个，当先被启动 的正压泵模块或负压泵模块对所述启动控制模块的反馈表示该先被启动的模块输出电压 已经足够大时，启动控制模块再启动另外一个负压泵模块或正压泵模块。本专利技术还提供了一种采用上述电荷泵的结构实现的电荷泵的启动方法，其技术方 案是，在所述电荷泵启动时，所述启动控制模块先启动所述正压泵模块和负压泵模块中的 一个，当先被启动的正压泵模块或负压泵模块的输出电压已经足够大时，该先被启动的模 块向所述启动控制模块发出一个反馈信号，所述启动控制模块在接到该反馈信号之后启动 另外一个负压泵模块或正压泵模块。本专利技术通过先后启动正压泵模块或负压泵模块，使得在电荷泵启动时，电流只经 过一个模块，从而使得启动时电流被降低，保证了电源电压不会大幅度下降，从而影响电路 系统中其它的部件工作。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明图1为本专利技术电荷泵的结构示意图；图2为本专利技术电荷泵中启动控制模块一个实施例的示意图；图3为现有技术的电荷泵与本专利技术的电荷泵在启动时电流变化的示意图。具体实施例方式本专利技术公开了一种低功耗的电荷泵结构，如图1所示，包括启动控制模块、正压泵 模块和负压泵模块，所述启动控制模块分别通过正压泵模块控制回路和反馈回路连接正压 泵模块，所述启动控制模块分别通过负压泵模块控制回路和反馈回路连接负压泵模块，所 述启动控制模块在电荷泵启动时先启动正压泵模块和负压泵模块中的一个，当先被启动的 正压泵模块或负压泵模块对所述启动控制模块的反馈表示该先被启动的模块输出电压已 经足够大时，启动控制模块再启动另外一个负压泵模块或正压泵模块。所述电荷泵为半导体器件提供电源，所述启动控制模块还连接有反映所述半导体 器件的擦信号和写信号；当擦信号有效时，所述启动控制模块先启动负压泵模块再启动正 压泵模块；当写信号有效时，所述启动控制模块先启动正压泵模块再启动负压泵模块。本专利技术还公开了一种采用上述电荷泵结构实现的电荷泵启动方法，在所述电荷泵 启动时，所述启动控制模块先启动所述正压泵模块和负压泵模块中的一个，当先被启动的 正压泵模块或负压泵模块的输出电压已经足够大时，该先被启动的模块向所述启动控制模 块发出一个反馈信号，所述启动控制模块在接到该反馈信号之后启动另外一个负压泵模块 或正压泵模块。所述电荷泵为半导体器件提供电源，所述启动控制模块还连接有反映所述半导体 器件的擦信号和写信号；当擦信号有效时，所述启动控制模块先启动负压泵模块再启动正 压泵模块；当写信号有效时，所述启动控制模块先启动正压泵模块再启动负压泵模块。结合图1所示，pe是电荷泵的启动控制信号，当pe从低电平跳变到高电平的时候， 电荷泵开始启动；sel是一个选择信号，用来控制正压泵模块(positive voltage pump)和 负压泵模块(negative voltage pump)的启动顺序。启动控制模块(start up control) 的输出pe_Vpos和pe_Vneg分别是正压泵和负压泵的启动控制信号，这两个信号也是从低 电平跳变到高电平的时候，正压泵模块或负压泵模块开始启动。vp0S_g00d和Vneg_g00d 信号是正压泵模块和负压泵模块启动完成的反馈信号，当vpos升到某个选定的电压(high clamp voltage)时，vpos_good信号会从低电平跳变到高电平，vpos停止继续升高，当vneg 下降到某个选定的负压的时候，Vneg_g00d信号会从低电平跳变到高电平，vneg停止继续 下降。电荷泵在工作的时候如果正压泵和负压泵同时启动会造成启动时的电流过大，但 在很多应用中，正压泵和负压泵的输出不会同时都带很大的负载。一般都是正压泵的负载 大的时候负压泵的负载小，或是负压泵的负载大时正压泵的负载小，负载的大小决定了电 荷泵的启动建立时间，所以本专利技术的电荷泵可以通过启动控制模块来选择先让负载较小的 电荷泵启动，然后再让负载较大的电荷泵启动来，从而将将两个泵的启动电流错开，使得整 个启动过程不会出现较大的电流。例如当sel为低电平的时候，pe由低电平变为高电平后， 启动控制模块的输出pe_Vneg从低电平变为高电平，负载较小的负压泵模块先启动，由于 负载小，所以很快启动完成，此时vneg_g00d变为高电平，反馈回启动控制模块后使得pe_ vpos变为高电平，负载较大的正压泵模块开始启动。相对于两个泵同时启动，由于错开了两 个泵在启动时的大电流，使得启动电流相对于同时启动来说大大降低了。图1中各个控制信号的真值表见下表。peselpevpospe—vneg00000100100到111110到1图2所示的启动控制模块，现以应用于存储器芯片为例，由于电荷泵是给存储器 芯片提供编程和擦除操作时所需的高压的，当存储器芯片执行擦除(ers)操作时，正压泵 模块的负载很大而负压泵模块的负载很小，当存储器芯片执行编程(Prg)操作时，正压泵 模块的负载很小而负压泵模块的负载很大。本专利技术中电荷泵的启动顺序遵循的是启动时先 启动负载较小的电荷泵然后再启动负载较大的电荷泵的规律。当存储器芯片执行ers操作时，pe信号为高电平，sel信号会自动置为低电平，此 时pe_Vneg信号输出为高电平，将负压泵模块启动，当负压泵模块启动完成后Vneg_g00d信 号变为高电平，从而pe_vp0S信号从低电平变为高电平，将正压泵模块打开，完成了先启动 负压泵模块再启动正压泵模块的过程。当存储器芯片执行Prg操作时，pe信号为高电平， sel信号会自动置为高电平，此时pe_Vp0S信号输出为高电平，将正压泵模块打开，当正压 泵模块启动完成后vp0S_g00d信号变为高电平，从而pe_Vneg信号从低电平变为高电平，将 负压泵模块打开，完成了先启动正压泵模块再启动负压泵模块的过程。一般来说在负载较小的时候，电荷泵的启动时间只有几十微秒，在负载较大的时 候，启动时间则长达数百微秒。电荷泵的启动时间也是一个很重要的指标，本专利技术的电荷泵 相当于在指标本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电荷泵结构，其特征在于，包括启动控制模块、正压泵模块和负压泵模块，所述启动控制模块分别通过正压泵模块控制回路和反馈回路连接正压泵模块，所述启动控制模块分别通过负压泵模块控制回路和反馈回路连接负压泵模块，所述启动控制模块在电荷泵启动时先启动正压泵模块和负压泵模块中的一个，当先被启动的正压泵模块或负压泵模块对所述启动控制模块的反馈表示该先被启动的模块输出电压已经足够大时，启动控制模块再启动另外一个负压泵模块或正压泵模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆川，冯国友，周平，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31