[發明專利]電荷泵系統及用其產生讀寫操作字線電壓的方法、存儲器

有效

• 申請號: 201110248240.X
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102360565A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 劉銘
• 申請（專利權）人: 北京兆易創新科技有限公司
• 主分類號: G11C11/4074
• 分類號: G11C11/4074
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及存儲器芯片的讀寫操作技術領域，特別是涉及一種電荷泵系統、一種用該電荷泵系統產生讀寫操作字線電壓的方法以及一種包括該電荷泵系統的存儲器。

背景技術

對存儲單元進行快速讀寫，一直是高速存儲器芯片(如FLASH等)的追求目標。存儲單元的字線上的讀寫操作字線電壓建立時間是制約讀寫速度的重要因素。在高速存儲器芯片中，讀寫操作字線電壓一般在3V以上，對于其在低電源電壓(3V以下)的應用，需要用電荷泵來產生讀寫操作字線電壓。

圖1為現有技術提供的產生讀寫操作字線電壓的電荷泵系統的結構圖。如圖1所示，該系統包括：受工作使能信號控制的電荷泵101、分壓電路102、比較器103、振蕩器104和負載電容105。其中，電荷泵101的輸出端分別接負載電容105的一端和分壓電路102的輸入端，負載電容105的另一端接地；比較器103的正向輸入端和反向輸入端分別接基準電壓(Vref)和分壓電路102的輸出端，比較器103的輸出端接振蕩器104的輸入端；振蕩器104的輸出端接電荷泵101的輸入端。另外，電荷泵101的輸出端還接讀操作或寫操作所涉及的存儲單元的字線106。這樣，在工作使能信號為邏輯0時，電荷泵101處于不工作狀態，整個系統不工作；在工作使能信號為邏輯1時，電荷泵101輸出電壓，在負載電容105處形成一電壓(VPP)提供給字線106，用于在字線106上建立讀寫操作字線電壓。在VPP提供給字線106之后，負載電容105上的電荷量會減少一部分，因而VPP會發生下降，如果任由其一直下降，將會造成在工作使能信號持續為邏輯1的情況下(即持續進行讀操作或寫操作的情況下)因VPP過低而不能進行需要的讀操作或寫操作，即該存儲芯片不能正常工作，這是不允許的，因而現有技術設置了分壓電路102和比較器103，二者根據VPP的高低來控制電荷泵101的工作，使VPP維持在能保證存儲芯片正常進行讀寫的水平，其工作原理如下：經過分壓電路102的分壓，VPP被降至圖1中的V輸入到比較器103的反向輸入端，在與正向輸入端所輸入的基準電壓Vref進行比較后，如果Vref大于V，則說明VPP已下降到不能保證存儲芯片正常讀寫的水平，此時比較器103輸出一激勵信號Vout，以使振蕩器104產生一定頻率的方波信號clk輸出到電荷泵101，電荷泵101接收到該方波信號clk后，快速向負載電容105提供電荷，以提高其兩端的電壓VPP，這也提高了字線106上的電壓，保證了存儲芯片的正常讀寫操作。當然，在分壓電路102的輸出電壓V高于Vref時，比較器103的輸出為0(即地電壓)，此時振蕩器104不工作。

上述的工作使能信號可在邏輯0與邏輯1之間切換，邏輯0意味著該信號的電壓為地電壓，邏輯1則意味著該信號的電壓為電源電壓。隨著存儲芯片應用需求的變化，低電源電壓(如低于1.8V的電源電壓)的存儲芯片逐漸成為設計和發展的方向，但是，由于電荷泵101的能力和效率會隨電源電壓的降低而降低，因而利用圖1所示的現有技術來建立讀寫操作字線電壓的時間就會越來越長，這與存儲芯片的快速讀寫目標背道而馳。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電荷泵系統、一種用該電荷泵系統產生讀寫操作字線電壓的方法以及一種包括該電荷泵系統的存儲器，能提高讀寫操作字線電壓的建立速度。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種電荷泵系統，該系統包括：

受待機使能信號控制的待機模式電荷泵；

均受工作使能信號控制的工作模式電荷泵和受控開關；

負載電容；

一號分壓電路；

二號分壓電路；

一號比較器；

二號比較器；

或門電路；

振蕩器；其中，

所述待機模式電荷泵的輸出端和所述工作模式電荷泵的輸出端均與字線相連，作為該系統的輸出端；

所述負載電容的一端與所述待機模式電荷泵的輸出端相連，另一端接地；

所述一號分壓電路的輸入端與所述待機模式電荷泵的輸出端相連；

所述受控開關的兩端分別接所述工作模式電荷泵的輸出端與所述二號分壓電路的輸入端；

所述一號比較器的正向輸入端和反向輸入端分別接一號基準電壓和所述一號分壓電路的輸出端；

所述二號比較器的正向輸入端和反向輸入端分別接二號基準電壓和所述二號分壓電路的輸出端；

所述或門電路的兩個輸入端分別與所述一號比較器的輸出端和所述二號比較器的輸出端相連，所述或門電路的輸出端與所述振蕩器的使能端相連；