一種對eeprom實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法及eeprom器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法及EEPROM器件，其方法包括：基于分壓電路獲得EEPROM上穩(wěn)壓電路處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓；通過比較器比較所述處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓與帶隙基準(zhǔn)源所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓的大小，如果所述分壓電壓小于所述基準(zhǔn)電壓時，則開啟時鐘信號觸發(fā)電荷泵產(chǎn)生高壓輸入到穩(wěn)壓電路端；基于分壓電路獲得EEPROM上穩(wěn)壓電路處于升壓狀態(tài)下的分壓電壓；當(dāng)比較器判斷所述分壓電路中所獲得的升壓狀態(tài)下的分壓電壓達到所述基準(zhǔn)電壓時，則停止時鐘信號觸發(fā)電荷泵產(chǎn)生高壓。本發(fā)明實施例通過電荷泵實現(xiàn)EEPROM器件中的升壓輸入，實現(xiàn)EPPROM遂穿所需的閾值電壓，并基于穩(wěn)壓電路實現(xiàn)EPPROM電路的穩(wěn)壓。
【專利說明】—種對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法及EEPROM器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及RFID閱讀器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法及EEPROM 器件。

【背景技術(shù)】
[0002]帶電可擦寫可編程只讀存儲器(EEPROM,Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory)是一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲芯片，其可通過高于普通電壓的作用來擦除和重編程。EEPROM不需從計算機中取出即可修改，在一個EEPROM中，當(dāng)計算機在使用的時候可頻繁地反復(fù)編程，因此EEPROM的壽命是一個很重要的設(shè)計考慮參數(shù)。EEPROM是一種特殊形式的閃存，其應(yīng)用通常是個人電腦中的電壓來擦寫和重編程。
[0003]在RFID系統(tǒng)中，EEPROM常被用作存儲密鑰，配置，數(shù)據(jù)等等。EEPROM的穩(wěn)定正常工作也是非常重要，否則會導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰，出錯。EEPROM采用一種向浮柵注入或者移去電荷的機制，稱為遂穿效應(yīng)。為此采用了一種經(jīng)過修改稱為FLOTOX (floating-gatetunnel oxide)晶體管的浮柵器件作為可支持電擦除過程的可編輯器件。它與FAMOS器件類似，但隔離浮柵與溝道和漏端的那小部分絕緣介質(zhì)的厚度減少到大約1nm或更小。當(dāng)把一個約10V的電壓(相當(dāng)于約109V/m的電場強度)加到這一很薄的絕緣層時，電子通過Fowler-Nordhelm遂穿機理穿入或穿出浮柵。目前EPPROM遂穿所需的閾值電壓高于閱讀器的工作電壓，比如現(xiàn)有EPPROM遂穿所需的閾值電壓一般設(shè)定在16V，而閱讀器的工作電壓是5V，而閱讀器的工作電壓無法達到EPPROM遂穿所需的閾值電壓，需要采用一定的手段使EPPROM具有穩(wěn)定的閾值電壓。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有閱讀器的工作電壓無法實現(xiàn)EPPROM遂穿所需的閾值電壓，本發(fā)明提出了一種對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法及EEPROM器件，能實現(xiàn)EEPROM的遂穿效應(yīng)。
[0005]本發(fā)明提供了一種對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法，所述方法包括如下步驟:
[0006]基于分壓電路獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩(wěn)壓電路處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓；
[0007]通過比較器比較所述分壓電壓與帶隙基準(zhǔn)源所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓的大小，如果所述分壓電壓小于所述基準(zhǔn)電壓時，則開啟時鐘信號觸發(fā)電荷泵產(chǎn)生高壓輸入到穩(wěn)壓電路端；
[0008]當(dāng)比較器判斷所述分壓電路中所獲得的升壓狀態(tài)下的分壓電壓達到所述基準(zhǔn)電壓時，則停止時鐘信號觸發(fā)電荷泵產(chǎn)生高壓。
[0009]所述分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。
[0010]所述穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓電容構(gòu)成。
[0011]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種EEPROM器件，包括:
[0012]分壓電路，用于獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩(wěn)壓電路的分壓電壓；
[0013]比較器，用于比較所述分壓電壓與帶隙基準(zhǔn)源所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓的大?。?br> [0014]時鐘控制電路，用于根據(jù)比較器反饋的結(jié)果，當(dāng)處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓小于基準(zhǔn)電壓時，控制時鐘信號開啟電荷泵產(chǎn)生高壓輸入到穩(wěn)壓電路；以及在處于升壓狀態(tài)下的分壓電壓達到基準(zhǔn)電壓時，控制時鐘信號停止電荷泵產(chǎn)生高壓；
[0015]穩(wěn)壓電路，用于穩(wěn)壓；
[0016]帶隙基準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；
[0017]電荷泵，用于受控于時鐘控制電路完成對穩(wěn)壓電路的升壓。
[0018]所述分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。
[0019]所述穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓電容構(gòu)成。
[0020]本發(fā)明可以通過電荷泵實現(xiàn)EEPROM器件中的升壓輸入，實現(xiàn)EPPROM遂穿所需的閾值電壓，并基于穩(wěn)壓電路實現(xiàn)EPPROM電路的穩(wěn)壓。由于帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較小，這里采用了分壓的方式進行比較。本發(fā)明中采用了電阻分壓，也可以采用電容分壓。電容分壓相對于電阻分壓可以隔絕直流電流的產(chǎn)生，減少EEPROM器件版圖面積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0022]圖1是本發(fā)明實施例中的對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實施例中的EEPROM器件結(jié)構(gòu)原理圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實施例中的EEPROM器件中基于穩(wěn)壓電容和分壓電容來實現(xiàn)EEPROM穩(wěn)壓的器件原理圖；
[0025]圖4是本發(fā)明實施例中的電荷泵結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]圖1示出了本發(fā)明實施例中的對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法流程圖，包括如下步驟:
[0028]SlOl、基于分壓電路獲得EEPROM上穩(wěn)壓電路處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓；
[0029]因為帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓小于5V，這里需要先將穩(wěn)壓電路上的電壓進行分壓才能比較，該分壓電壓一般小于5v，按照比例分壓處理。
[0030]分壓電路有很多種，有電阻分壓，電容分壓等等。本實施例中采用電容分壓要優(yōu)于電阻分壓，采用電阻分壓時，會產(chǎn)生電流到地，需要考慮到功耗問題，比如設(shè)計為IuA的電流，總電阻需要16M歐姆，該電阻對比EEPROM器件來說是一個非常龐大的電阻，所占用器件版圖面積也將比較巨大，在實施例中采用電容分壓，所占用版圖面積比較小，并且電容可以隔絕直流電流的產(chǎn)生。
[0031]S102、通過比較器比較穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓與帶隙基準(zhǔn)源所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓的大小，如果穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓小于基準(zhǔn)電壓，則進入到S103，否則繼續(xù)S102 ；
[0032]S103、如果所述分壓電壓小于基準(zhǔn)電壓時，則開啟時鐘信號觸發(fā)電荷泵產(chǎn)生高壓輸入到穩(wěn)壓電路端；
[0033]S104、基于分壓電路獲得EEPROM上穩(wěn)壓電路處于升壓狀態(tài)下的分壓電壓；
[0034]S105、通過比較器比較升壓狀態(tài)下的分壓電壓與帶隙基準(zhǔn)源所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓的大小；
[0035]如果升壓狀態(tài)下的分壓電壓小于基準(zhǔn)電壓，則繼續(xù)升壓環(huán)節(jié)，直到穩(wěn)壓電路端所產(chǎn)生的電壓達到EPPROM遂穿所需的閾值電壓。在此過程中電荷泵一直在產(chǎn)生高壓作用，而分壓電路也一直在起到作用，比較器也一直在進行狀態(tài)比較等，即一直循環(huán)S104和S105的步驟。如果升壓狀態(tài)下的分壓電壓達到基準(zhǔn)電壓時，則進入到S106。
[0036]S106、當(dāng)比較器判斷所述分壓電路中所獲得的升壓狀態(tài)下的分壓電壓達到所述基準(zhǔn)電壓時，則停止時鐘信號觸發(fā)電荷泵產(chǎn)生高壓。
[0037]需要說明的是，當(dāng)EPPROM器件實現(xiàn)高壓穩(wěn)壓之后，其處于穩(wěn)壓狀態(tài)之下，在整個工作過程中，始終處于SlOl與S102的比較過程中，如果存在功耗損失過大時，則會觸發(fā)S103步驟。整個穩(wěn)壓過程中一般的穩(wěn)壓電壓是達到了 EPPROM遂穿所需的閾值電壓，低于閾值電壓時，會促發(fā)電荷泵對穩(wěn)壓電壓充電，實現(xiàn)升壓過程，使穩(wěn)壓電路的電壓達到閾值電壓，從而再停止對穩(wěn)壓電路供電，使穩(wěn)壓電路處于穩(wěn)壓狀態(tài)。
[0038]圖2示出了本發(fā)明實施例中的EEPROM器件結(jié)構(gòu)原理圖，該EEPROM器件包括有:
[0039]分壓電路，用于獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩(wěn)壓電路的分壓電壓；
[0040]比較器，用于比較所述分壓電壓與帶隙基準(zhǔn)源所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓的大?。?br> [0041]時鐘控制電路，用于根據(jù)比較器反饋的結(jié)果，當(dāng)處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓小于基準(zhǔn)電壓時，控制時鐘信號開啟電荷泵產(chǎn)生高壓輸入到穩(wěn)壓電路；以及在處于升壓狀態(tài)下的分壓電壓達到基準(zhǔn)電壓時，控制時鐘信號停止電荷泵產(chǎn)生高壓；
[0042]穩(wěn)壓電路，用于穩(wěn)壓；
[0043]帶隙基準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；
[0044]電荷泵，用于受控于時鐘控制電路完成對穩(wěn)壓電路的升壓。
[0045]需要說明的是，該分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。需要說明的是，穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓電容構(gòu)成。
[0046]需要說明的是，當(dāng)EPPROM器件實現(xiàn)高壓穩(wěn)壓之后，其處于穩(wěn)壓狀態(tài)之下，在整個工作過程中，如果存在功耗損失過大時，則會觸發(fā)升壓過程。整個穩(wěn)壓過程中一般的穩(wěn)壓電壓是達到了 EPPROM遂穿所需的閾值電壓，低于閾值電壓時，會促發(fā)電荷泵對穩(wěn)壓電壓充電，實現(xiàn)升壓過程，使穩(wěn)壓電路的電壓達到閾值電壓，從而再停止對穩(wěn)壓電路供電，使穩(wěn)壓電路處于穩(wěn)壓狀態(tài)。
[0047]圖3示出了本發(fā)明實施例中的EEPROM器件中基于穩(wěn)壓電容和分壓電容來實現(xiàn)EEPROM穩(wěn)壓的器件原理圖，通過電荷泵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生高壓，然后對高壓進行分壓處理，分出一個電壓與帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較，若判斷電壓達到或者超過閾值電壓16V，則關(guān)閉產(chǎn)生高壓電路的充放電時鐘信號，停止升壓；由于EEPROM工作的損耗，電壓會再次拉低，若電壓低于16V，則重新開啟CLK，使得電壓動態(tài)穩(wěn)定在16V，同時該處接入一個較大穩(wěn)壓濾波電容，使得電壓穩(wěn)定少紋波。
[0048]圖4示出了本發(fā)明實施例中的電荷泵結(jié)構(gòu)原理圖，當(dāng)CLK為低電平時，NMOS管打開，PMOS管關(guān)閉，由VIN_1對電容進行充電；半個時鐘周期后，CLK為高電平，同時NMOS管關(guān)閉，PMOS管打開，此時，如果電容充放電充分VOUT = VIN_1+VCLK,從而達到電壓提高的效果。多組這種結(jié)構(gòu)接到一起就形成了產(chǎn)生高壓電荷泵。只有CLK的作用，電荷泵才能工作，如果關(guān)閉CLK，就不能產(chǎn)生高壓，VOUT始終等于VIN_1。
[0049]本發(fā)明實施例中的帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓一般小于5V，需要先將穩(wěn)壓電壓中的高壓進行分壓才能比較。分壓電路有很多種，有電阻分壓，電容分壓等等，這里采用電容分壓會優(yōu)于電阻分壓。電阻分壓時，會產(chǎn)生電流到地，假設(shè)設(shè)計為IuA的電流，總電阻就得是16M歐姆，這是一個非常龐大的電阻，版圖面積也非常巨大，然而用電容代替電阻，電容隔絕了直流電流的產(chǎn)生。電容分壓后的電壓與基準(zhǔn)電壓比較，得出的結(jié)果控制CLK開關(guān)，從而形成有效的高壓控制管理。
[0050]綜上，本發(fā)明可以通過電荷泵實現(xiàn)EEPROM器件中的升壓輸入，實現(xiàn)EPPROM遂穿所需的閾值電壓，并基于穩(wěn)壓電路實現(xiàn)EPPROM電路的穩(wěn)壓。由于帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較小，這里采用了分壓的方式進行比較。本發(fā)明中采用了電阻分壓，也可以采用電容分壓。電容分壓相對于電阻分壓可以隔絕直流電流的產(chǎn)生，減少EEPROM器件版圖面積。
[0051]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括:只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盤或光盤等。
[0052]以上對本發(fā)明實施例所提供的對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法及EEPROM器件進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 基于分壓電路獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩(wěn)壓電路處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓； 通過比較器比較所述處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓與帶隙基準(zhǔn)源所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓的大小，如果所述分壓電壓小于所述基準(zhǔn)電壓時，則開啟時鐘信號觸發(fā)電荷泵產(chǎn)生高壓輸入到穩(wěn)壓電路端； 基于分壓電路獲得EEPROM上穩(wěn)壓電路處于升壓狀態(tài)下的分壓電壓； 當(dāng)比較器判斷所述分壓電路中所獲得的升壓狀態(tài)下的分壓電壓達到所述基準(zhǔn)電壓時，則停止時鐘信號觸發(fā)電荷泵產(chǎn)生高壓。
2.如權(quán)利要求1所述的對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法，其特征在于，所述分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的對EEPROM實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓電容構(gòu)成。
4.一種EEPROM器件，其特征在于，包括: 分壓電路，用于獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩(wěn)壓電路的分壓電壓； 比較器，用于比較所述分壓電壓與帶隙基準(zhǔn)源所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓的大??； 時鐘控制電路，用于根據(jù)比較器反饋的結(jié)果，當(dāng)處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的分壓電壓小于基準(zhǔn)電壓時，控制時鐘信號開啟電荷泵產(chǎn)生高壓輸入到穩(wěn)壓電路；以及在處于升壓狀態(tài)下的分壓電壓達到基準(zhǔn)電壓時，控制時鐘信號停止電荷泵產(chǎn)生高壓； 穩(wěn)壓電路，用于穩(wěn)壓； 帶隙基準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓； 電荷泵，用于受控于時鐘控制電路完成對穩(wěn)壓電路的升壓。
5.如權(quán)利要求4所述的EEPROM器件，其特征在于，所述分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。
6.如權(quán)利要求4或者5所述的EEPROM器件，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓電容構(gòu)成。
【文檔編號】G11C16/10GK104167223SQ201410375045
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】吳勁, 胡建國, 丁一, 段志奎, 王德明, 郝志剛 申請人:中山大學(xué), 廣州中大數(shù)碼科技有限公司, 廣州中大微電子有限公司