[發(fā)明專利]電荷泵的峰值電流控制電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010594488.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111800002B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃明永;賈敏
• 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
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發(fā)明公開(kāi)了一種電荷泵的峰值電流控制電路，輸出端連接電荷泵的時(shí)鐘輸入端，包括多個(gè)分頻電路和選擇電路，各分頻電路的輸出端輸出時(shí)鐘信號(hào)的分頻信號(hào)，各分頻信號(hào)的頻率依次增加；在電荷泵的輸出電壓上升過(guò)程中，選擇電路按照頻率由小到大的順序依次選擇對(duì)應(yīng)頻率的分頻信號(hào)輸入到時(shí)鐘輸入端，使電荷泵的峰值電流逐漸增加，分頻信號(hào)的頻率越大電荷泵的峰值電流越大；在電荷泵的輸出電壓穩(wěn)定后，選擇電路選擇時(shí)鐘信號(hào)輸入到時(shí)鐘輸入端。本發(fā)明能在升壓過(guò)程中使峰值電流逐漸增加，從而能防止升壓過(guò)程中峰值電流產(chǎn)生突變并從而降低功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，特別是涉及一種電荷泵的峰值電流控制電路。

背景技術(shù)

閃存(Flash)在非接觸卡中運(yùn)用時(shí)，在讀寫擦的時(shí)候有低功耗的要求，甚至對(duì)峰值(peak)電流每微秒的變化量都有要求，一般要求peak電流的變化要小于100μA/μs或者200μA/μs。

Flash在讀寫擦?xí)r都需要用到高于電源電壓的高壓，所以需要電荷泵將電源電壓升高或者降低到負(fù)壓。在正壓或者負(fù)壓建立的過(guò)程中會(huì)有peak電流產(chǎn)生。通常我們會(huì)通過(guò)降低時(shí)鐘頻率的方法將peak電流降下來(lái)，但是這樣做的peak電流幾乎是恒定的peak電流，無(wú)法克服從無(wú)到有突變的過(guò)程。

如圖1所示，是現(xiàn)有電荷泵的電路圖；反饋電路連接在所述電荷泵101的輸出端和輸入端之間。

所述反饋電路包括分壓電路和比較電路102，所述分壓電路對(duì)所述電荷泵101的輸出端輸出的所述輸出電壓進(jìn)行分壓形成分壓信號(hào)，所述比較電路102對(duì)所述分壓信號(hào)和參考信號(hào)VREF進(jìn)行比較形成時(shí)鐘使能信號(hào)ENb。通常，所述分壓電路由電阻R101和R102串聯(lián)而成，所述電阻R101和所述電阻R102的連接處形成所述輸出電壓的分壓。在所述輸出電壓和地之間還連接有電容C101。

所述時(shí)鐘使能信號(hào)ENb控制所述電荷泵101的時(shí)鐘輸入端CLKIN的信號(hào)是否輸入到所述電荷泵101的輸入端中并從而調(diào)節(jié)所述輸出電壓的大小。通常，所述比較電路102的輸出端通過(guò)兩個(gè)反相器103的處理后輸出所述時(shí)鐘使能信號(hào)ENb，所述時(shí)鐘使能信號(hào)ENb的波形圖用標(biāo)記106標(biāo)出。

所述電荷泵101為負(fù)壓電荷泵，也能為正壓電荷泵。通常，時(shí)鐘信號(hào)CLK之間輸入到所述時(shí)鐘輸入端CLKIN。圖1中，作為一種改進(jìn)電路，增加了一個(gè)分頻電路105和二選一選擇器104，所述分頻電路105的分頻數(shù)用N表示，N為正整數(shù)，所述分頻電路105輸出的所述時(shí)鐘信號(hào)CLK的分頻信號(hào)，所述分頻信號(hào)的頻率為f/N，f表示所述時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率。

所述二選一選擇器104的兩個(gè)輸入端分別連接所述分頻信號(hào)和所述時(shí)鐘信號(hào)CLK，使能端連接使能信號(hào)EN。

如圖2所示，是圖1所示的現(xiàn)有電荷泵101的高壓建立過(guò)程的曲線；曲線108為所述電荷泵的輸出電壓的曲線，所述輸出電壓會(huì)經(jīng)過(guò)上升即爬坡階段。上升到所需的高壓之后所述輸出電壓會(huì)穩(wěn)定在所需的高壓，圖4中用HV表示上升后的高壓，HV會(huì)大于電源電壓。

曲線107表示所述使能信號(hào)EN的曲線，可以看出，在所述電荷泵101的輸出電壓上升過(guò)程中，所述二選一選擇器104保持使能，在所述電荷泵101的輸出電壓上升前以及穩(wěn)定后所述二選一選擇器104保持非使能，這樣在所述電荷泵101的輸出電壓的上升過(guò)程中，所述二選一選擇器104會(huì)選擇所述分頻信號(hào)輸入到所述時(shí)鐘輸入端CLKIN，由于所述分頻信號(hào)的頻率比所述時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率更低，故能減少升壓過(guò)程中的峰值電流。當(dāng)高壓建立好之后，所述二選一選擇器104會(huì)選擇所述時(shí)鐘信號(hào)CLK輸入到所述時(shí)鐘輸入端CLKIN，電荷泵101自身的反饋能讓電荷泵101的功耗保持在較低的水平，但是這種方式不能決絕peak電流由小變大的過(guò)程，也即peak電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)突變，這對(duì)降低功耗不利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電荷泵的峰值電流控制電路，能在升壓過(guò)程中使峰值電流逐漸增加，從而能防止升壓過(guò)程中峰值電流產(chǎn)生突變并從而降低功耗。