[發(fā)明專利]電荷泵電路及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010165724.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN101882870A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李波
• 主分類號(hào): H02M3/07
• 分類號(hào): H02M3/07
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及高壓生成器領(lǐng)域，尤其涉及比集成電路電源電壓更高的電壓的片上生成。

背景技術(shù)

集成電路有時(shí)利用片上電路來(lái)生成比其電源電位更高的電位。某些情況下，對(duì)電容器進(jìn)行并聯(lián)充電，之后將他們串聯(lián)以提供更高的電位。在其他情況下，可通過(guò)例如時(shí)鐘信號(hào)來(lái)提升電容器或節(jié)點(diǎn)上的電位。

美國(guó)專利3,975,671公開了集成電路的一早期示例，該集成電路依靠外部電容器來(lái)為手表中的液晶顯示屏提供三倍的電壓。美國(guó)專利5,422,586公開了另一示例，其中將兩相和四相時(shí)鐘信號(hào)用于具有低閾值電壓的特定n型器件。美國(guó)專利6,496,055、6,686,793以及7,342,438公開了利用特定n溝道器件的現(xiàn)有技術(shù)的其他示例。

電荷泵電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一為減少電路所需的襯底區(qū)域。這對(duì)于電路在閃存內(nèi)提供更高的編程和擦除電位的情形而言尤為重要，因?yàn)樗?jié)省的襯底區(qū)域允許制造其他存儲(chǔ)單元。另一目標(biāo)為增大電荷泵電路的效率，當(dāng)集成電路由電池供電時(shí)，這當(dāng)然會(huì)變得更加重要。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電荷泵電路的級(jí)，該級(jí)包括：

第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)，用于存儲(chǔ)電荷；

切換器件，用于交替地在第一電荷節(jié)點(diǎn)和第二電荷節(jié)點(diǎn)中的一者放電的同時(shí)，對(duì)所述第一電荷節(jié)點(diǎn)和所述第二電荷節(jié)點(diǎn)中的另一者進(jìn)行充電；以及

升壓電路，用于交替地提升所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)中正在放電的一者上的電位。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電荷泵電路，該電荷泵電路包括第一級(jí)和第二級(jí)，每一級(jí)包括本發(fā)明所述的級(jí)，以及

其中，所述第二級(jí)的第一節(jié)點(diǎn)被耦合，以接收來(lái)自所述第一級(jí)的第一節(jié)點(diǎn)的電荷，并且其中在所述第二級(jí)的第一節(jié)點(diǎn)被充電的同時(shí)，來(lái)自所述第一級(jí)的第一節(jié)點(diǎn)的電荷被釋放。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種電荷泵電路的級(jí)，該級(jí)包括：

第一輸入器件和第二輸入器件，用于分別耦合至第一電路支路和第二電路支路；

第一輸出器件和第二輸出器件，用于分別耦合至所述第一電路支路和所述第二電路支路的輸出端，且用于存儲(chǔ)電荷的第一節(jié)點(diǎn)設(shè)置于所述第一輸入器件和所述第一輸出器件之間，以及用于存儲(chǔ)電荷的第二節(jié)點(diǎn)設(shè)置于所述第二輸入器件和所述第二輸出器件之間；以及

時(shí)鐘電路，用于在第一時(shí)間周期期間，在關(guān)閉所述第二輸入器件和所述第一輸出器件時(shí)，導(dǎo)通所述第一輸入器件和所述第二輸出器件，并且之后，在第二時(shí)間周期期間，在關(guān)閉所述第一輸入器件和所述第二輸出器件時(shí)，導(dǎo)通所述第二輸入器件和所述第一輸出器件，所述時(shí)鐘電路在所述第二時(shí)間周期期間提升所述第一節(jié)點(diǎn)上的電位，并在所述第一時(shí)間周期期間提升所述第二節(jié)點(diǎn)上的電位。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種操作具有多個(gè)級(jí)的電荷泵電路的方法，該方法包括：

在第一時(shí)間周期期間，從第一電位對(duì)所述級(jí)中的第n級(jí)中的第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電；以及

在所述第一時(shí)間周期期間，從第二電位對(duì)所述第n級(jí)中的第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行放電。

附圖說(shuō)明

圖1A是示出了圖3的電路針對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)狀態(tài)的操作的簡(jiǎn)化電路圖；

圖1B是示出了圖3的電路在時(shí)鐘信號(hào)另一狀態(tài)期間的操作的簡(jiǎn)化電路圖；

圖2是示出了電荷泵電路的實(shí)施方式的框圖以及該電荷泵電路的操作中所使用的時(shí)鐘信號(hào)；

圖3是圖2的電荷泵電路的一級(jí)的示意圖；

圖4是襯底的截面正視圖，該圖示出了圖3的電路中所使用的n溝道器件；

圖5是襯底的截面正視圖，該圖示出了圖3的電路中所使用的n阱以及在該n阱內(nèi)所形成的多個(gè)p溝道器件。

具體實(shí)施方式

描述了一種電荷泵電路及其操作方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，描述了一種用于提供正電位的三阱三溝道流水線式電荷泵電路。在以下描述中，公開了多個(gè)特定細(xì)節(jié)(例如，特定的導(dǎo)電類型)，以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言很顯然的是，本發(fā)明的實(shí)施方式可在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況下，并未公開諸如制造細(xì)節(jié)這樣的細(xì)節(jié)，以免不必要地模糊本發(fā)明。