[發(fā)明專利]電荷泵電路、電荷泵系統(tǒng)和存儲(chǔ)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710011837.X
• 申請(qǐng)日: 2017-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106787691B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊光軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/07
• 分類號(hào): H02M3/07;G11C5/14
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張振軍;吳敏

一種電荷泵電路、電荷泵系統(tǒng)和存儲(chǔ)器，所述電荷泵電路包括：電荷泵單元，其輸入端耦接所述電荷泵電路的輸入端，其輸出端耦接所述電荷泵電路的輸出端；時(shí)鐘升壓電路，接收時(shí)鐘信號(hào)，適于將所述時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行升壓，以輸出升壓時(shí)鐘信號(hào)；升壓電路，接收所述升壓時(shí)鐘信號(hào)，適于基于所述升壓時(shí)鐘信號(hào)提升電壓，以輸出升壓信號(hào)；傳輸電路，適于將所述升壓信號(hào)傳輸至所述電荷泵單元。本發(fā)明電荷泵電路具有較高的面積效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種電荷泵電路、電荷泵系統(tǒng)和存儲(chǔ)器。

背景技術(shù)

在信息時(shí)代，基于低功耗、低成本的設(shè)計(jì)要求，存儲(chǔ)器的電源電壓通常比較低，例如2.5V、1.8V。然而，為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)信息的讀寫，通常需要遠(yuǎn)高于電源電壓的編程電壓和擦除電壓，例如8V或11V。因此，電荷泵系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于存儲(chǔ)器中，較低的電源電壓經(jīng)過(guò)多階正電荷泵電路的作用可以獲得較高的編程電壓和擦除電壓。此外，負(fù)電荷泵電路在如存儲(chǔ)器、鎖相環(huán)等電路中也有廣泛應(yīng)用。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種電荷泵電路的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，所述電荷泵電路100可以包括反相器I1、電容C1、PMOS管P1、NMOS管N1、正電荷泵單元101和負(fù)電荷泵單元102。其中，所述反相器I1除了起到邏輯反相的作用外，還可以提高時(shí)鐘信號(hào)CK1的驅(qū)動(dòng)能力，以增加對(duì)所述電容C1的充電電流；所述電容C1為電荷泵泵送電容，在時(shí)鐘信號(hào)CK1和反相器I1的驅(qū)動(dòng)作用下，所述電容C1被充電或者維持電壓恒定，以得到升壓信號(hào)VBst；所述PMOS管P1和NMOS管N1分別適于傳輸所述升壓信號(hào)VBst至正電荷泵單元101和負(fù)電荷泵單元102。

如圖圖1和2所示，現(xiàn)有技術(shù)的電荷泵系統(tǒng)可以包括多個(gè)級(jí)聯(lián)的所述電荷泵電路100；其中，所述電荷泵電路100中的正電荷泵單元101可以包括NMOS管N2(NMOS管N5和NMOS管N8與NMOS管N2結(jié)構(gòu)相同)；負(fù)電荷泵單元102可以包括NMOS管N3(NMOS管N6和NMOS管N9與NMOS管N3結(jié)構(gòu)相同)。所述電荷泵系統(tǒng)可以對(duì)初始電壓進(jìn)行分級(jí)地逐漸提高或者降低電壓并輸出。例如，所述電荷泵系統(tǒng)中正電荷泵系統(tǒng)的部分可以對(duì)電源電壓進(jìn)行升壓，負(fù)電荷泵系統(tǒng)的部分可以對(duì)地線電壓進(jìn)行降壓，并由最后一級(jí)電荷泵電路100的輸出端輸出所述電荷泵系統(tǒng)的輸出電壓。

然而，隨著半導(dǎo)體工藝對(duì)面積的要求越來(lái)越高，現(xiàn)有技術(shù)中的電荷泵電路的面積需要進(jìn)一步減小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是如何減小電荷泵電路的面積。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電荷泵電路，包括：電荷泵單元，其輸入端耦接所述電荷泵電路的輸入端，其輸出端耦接所述電荷泵電路的輸出端；時(shí)鐘升壓電路，接收時(shí)鐘信號(hào)，適于將所述時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行升壓，以輸出升壓時(shí)鐘信號(hào)；升壓電路，接收所述升壓時(shí)鐘信號(hào)，適于基于所述升壓時(shí)鐘信號(hào)提升電壓，以輸出升壓信號(hào)；傳輸電路，適于將所述升壓信號(hào)傳輸至所述電荷泵單元。

可選地，所述時(shí)鐘信號(hào)為周期信號(hào)，且在每一周期內(nèi)具有高電平和低電平，所述時(shí)鐘升壓電路適于將反相時(shí)鐘信號(hào)每一周期內(nèi)的高電平進(jìn)行升壓，并保持低電平不變，以得到所述升壓時(shí)鐘信號(hào)，所述反相時(shí)鐘信號(hào)與所述時(shí)鐘信號(hào)反相。

可選地，所述時(shí)鐘升壓電路為倍壓電路，適于將所述時(shí)鐘信號(hào)的幅度升壓為兩倍。

可選地，所述時(shí)鐘升壓電路包括：第一電容單元，所述第一電容單元的第一端接收所述反相時(shí)鐘信號(hào)；第一開(kāi)關(guān)單元，具有第一開(kāi)啟特性，其控制端接收所述反相時(shí)鐘信號(hào)，其第一端耦接電源；第二開(kāi)關(guān)單元，具有所述第一開(kāi)啟特性，其控制端接收所述升壓時(shí)鐘信號(hào)，其第一端耦接所述第一開(kāi)關(guān)單元的第二端，其第二端耦接所述第一電容單元的第二端；第三開(kāi)關(guān)單元，具有所述第一開(kāi)啟特性，其控制端接收所述時(shí)鐘信號(hào)，其第一端耦接所述第二開(kāi)關(guān)單元的第二端，其第二端輸出所述升壓時(shí)鐘信號(hào)；第四開(kāi)關(guān)單元，具有不同于所述第一開(kāi)啟特性的第二開(kāi)啟特性，其控制端接收所述時(shí)鐘信號(hào)，其第一端耦接所述第三開(kāi)關(guān)單元的第二端，其第二端接地。