專利名稱：電荷泵電路及存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電荷泵電路及存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，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2.5VU.8V等。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、11V等。因此，電荷泵電路被廣泛應(yīng)用于存儲(chǔ)器中，用于通過較低的電源電壓獲得較高的編程電壓和擦除電壓。參考圖1，示出了現(xiàn)有的一種電荷泵電路的結(jié)構(gòu)圖。如圖I所示，現(xiàn)有的電荷泵電路包括時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11、升壓?jiǎn)卧?2、電壓調(diào)整單元13、分壓?jiǎn)卧?4和電壓比較單元15。其工作原理為電荷泵電路啟動(dòng)后，升壓?jiǎn)卧?2輸出升壓電壓；電壓調(diào)整單元13對(duì)所述升壓電壓進(jìn)行整形和分壓，輸出供存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫操作的穩(wěn)定電壓；分壓?jiǎn)卧?4對(duì)所述升壓電壓進(jìn)行分壓，輸出分壓電壓至電壓比較單元15 ;電壓比較單元15對(duì)所述分壓電壓和一個(gè)預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出控制電平至?xí)r鐘驅(qū)動(dòng)單元11 ;時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11根據(jù)所述控制電平輸出驅(qū)動(dòng)電壓，控制升壓?jiǎn)卧?2的升壓動(dòng)作。具體地，如果分壓?jiǎn)卧?4輸出的分壓電壓小于基準(zhǔn)電壓，則電壓比較單元15輸出的控制電平使時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11輸出的驅(qū)動(dòng)電壓為周期振蕩信號(hào)，所述周期振蕩信號(hào)使升壓?jiǎn)卧?2持續(xù)升壓；如果分壓?jiǎn)卧?4輸出的分壓電壓大于基準(zhǔn)電壓，則電壓比較單元15輸出的控制電平使時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11輸出的驅(qū)動(dòng)電壓為無效驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述無效驅(qū)動(dòng)信號(hào)使升壓?jiǎn)卧?2停止升壓。圖2是圖I所示電荷泵電路中升壓?jiǎn)卧?2輸出的升壓電壓波形圖，橫軸代表時(shí)間t，縱軸代表所述升壓電壓。假定電荷泵電路啟動(dòng)后，升壓?jiǎn)卧?2輸出的升壓電壓在h時(shí)刻達(dá)到目標(biāo)電壓Vsrt，目標(biāo)電壓Vsrt表示可以驅(qū)動(dòng)電荷泵電路負(fù)載工作的電壓。在升壓電壓超過目標(biāo)電壓Vsrt后，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11應(yīng)停止振蕩，輸出無效驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由于路徑延遲，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11輸出端仍會(huì)維持一段時(shí)間的周期振蕩信號(hào)，升壓電壓會(huì)繼續(xù)上升至最大值Vmax。時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11停止振蕩后，升壓?jiǎn)卧?2不再繼續(xù)升壓，升壓電壓會(huì)隨著電荷泵電路的負(fù)載消耗電流逐步降低。當(dāng)升壓電壓降低到目標(biāo)電壓Vsrt時(shí)，電壓比較單元I 5將重新輸出控制電平，由于路徑延遲，必須經(jīng)過一段時(shí)間后，所述控制電平才能將時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11喚醒(wake up),使時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電壓由無效驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹芷谡袷幮盘?hào)。因此，升壓電壓由于電荷泵電路的負(fù)載消耗電流而繼續(xù)降低至最小值￥_。之后，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11重新開始振蕩并輸出周期振蕩信號(hào)，以控制升壓?jiǎn)卧?2重新進(jìn)行升壓動(dòng)作。到^時(shí)刻，經(jīng)過一個(gè)工作周期，升壓電壓再一次達(dá)到目標(biāo)電壓Vsrt，電荷泵電路重復(fù)上述工作過程。根據(jù)電荷泵電路的工作原理，電荷泵電路在每個(gè)工作周期內(nèi)的功率損耗大致可分為兩個(gè)部分一個(gè)是升壓過程中給升壓?jiǎn)卧?2中的電容充電時(shí)的功率損耗C* (Vfflax-Vfflin),C表示充電電容的容值，(Vmax-Vmin)表示充電電壓；另一個(gè)是時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11每次被喚醒時(shí)的功率損耗。可以看出，在圖I所示的電荷泵電路的工作過程中，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11在每個(gè)工作周期都會(huì)被喚醒一次。在此過程中，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元11中的許多器件需要重新開啟，因此會(huì)造成較多的功率損耗。更多關(guān)于降低電荷泵電路功耗的技術(shù)方案可以參考申請(qǐng)?zhí)枮?3156438. O、發(fā)明名稱為高精度低功耗電荷泵電路的中國(guó)專利申請(qǐng)文件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種電荷泵電路，降低電荷泵電路的功率損耗。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電荷泵電路，所述電荷泵電路包括時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元，用于輸出驅(qū)動(dòng)電壓；升壓?jiǎn)卧鶕?jù)所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元輸出的驅(qū)動(dòng)電壓提升電壓，輸出升壓電壓；電壓調(diào)整單元，對(duì)所述升壓?jiǎn)卧敵龅纳龎弘妷哼M(jìn)行整形和分壓，輸出穩(wěn)定電壓；所述電荷泵電路還包括分壓?jiǎn)卧糜趯?duì)所述升壓電壓進(jìn)行分壓，輸出第一分壓電壓和第二分壓電壓；第一比較單元，用于將所述第一分壓電壓和第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出第一比較結(jié)果；第二比較單元，用于將所述第二分壓電壓和第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出第二比較結(jié)果；狀態(tài)控制單元，用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果輸出控制電平至所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元，控制所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元輸出所述驅(qū)動(dòng)電壓?？蛇x的，所述第一基準(zhǔn)電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓分別根據(jù)所述升壓電壓的下限值和上限值確定，所述下限值小于所述上限值且相差預(yù)定值?？蛇x的，所述預(yù)定值的取值范圍為O. 2V至I. 6V?？蛇x的，所述第一基準(zhǔn)電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓由帶隙基準(zhǔn)源提供?？蛇x的，所述第一分壓電壓和所述第二分壓電壓相等，所述第一基準(zhǔn)電壓小于所述第二基準(zhǔn)電壓?？蛇x的，所述第一分壓電壓小于所述第二分壓電壓，所述第一基準(zhǔn)電壓小于所述
第二基準(zhǔn)電壓?？蛇x的，所述第一比較單元包括第一比較器，其正端輸入所述第一基準(zhǔn)電壓，負(fù)端輸入所述第一分壓電壓?？蛇x的，所述第二比較單元包括第二比較器，其正端輸入所述第二分壓電壓，負(fù)端輸入所述第二基準(zhǔn)電壓。可選的，所述狀態(tài)控制單元為觸發(fā)器?？蛇x的，所述觸發(fā)器為RS觸發(fā)器，其置位端輸入所述第一比較結(jié)果，復(fù)位端輸入所述第二比較結(jié)果，輸出端輸出所述控制電平。為解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括上述電荷泵電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果當(dāng)電荷泵電路中輸出的升壓電壓超過設(shè)定的下限值后，所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元并沒有停止振蕩，而是繼續(xù)輸出周期振蕩信號(hào)，控制所述升壓?jiǎn)卧俅紊龎?，直到所述升壓電壓達(dá)到設(shè)定的上限值后，才通過比較單元和狀態(tài)控制單元使所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元停止振蕩，控制所述升壓?jiǎn)卧Ｖ股龎?。由于所述升壓?jiǎn)卧须娙莸某浞烹娺^程變長(zhǎng)，因此整個(gè)電荷泵電路的工作周期變長(zhǎng)，所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元被喚醒的次數(shù)減少，減小了功率損耗。


圖1是現(xiàn)有的一種電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有的電荷泵電路中輸出的升壓電壓波形示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施方式電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例1電荷泵電路中輸出的升壓電壓波形示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例2電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例 對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限 制。正如背景技術(shù)中所描述的，電荷泵電路在每個(gè)工作周期內(nèi)的功率損耗大致可分為 兩個(gè)部分，一個(gè)是升壓過程中給升壓?jiǎn)卧械碾娙莩潆姇r(shí)的功率損耗，另一個(gè)是時(shí)鐘驅(qū)動(dòng) 單元每次被喚醒時(shí)的功率損耗。本技術(shù)方案的發(fā)明人考慮，通過減少時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元被喚醒 的次數(shù)來降低功率功耗。圖3所示是本發(fā)明實(shí)施方式電荷泵電路的結(jié)構(gòu)圖。參考圖3,所述電荷泵電路包 括時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21，用于輸出驅(qū)動(dòng)電壓；升壓?jiǎn)卧?2，根據(jù)所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21輸出的 驅(qū)動(dòng)電壓提升電壓，輸出升壓電壓；電壓調(diào)整單元23，對(duì)所述升壓?jiǎn)卧?2輸出的升壓電壓 進(jìn)行整形和分壓，輸出穩(wěn)定電壓；還包括分壓?jiǎn)卧?4，用于對(duì)所述升壓電壓進(jìn)行分壓，輸出第一分壓電壓和第二分壓電 壓；第一比較單元25，用于將所述第一分壓電壓和第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出第一 比較結(jié)果；第二比較單元26，用于將所述第二分壓電壓和第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出第二 比較結(jié)果；狀態(tài)控制單元27，用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果輸出控制電平 至所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21，控制所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21輸出所述驅(qū)動(dòng)電壓。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的電荷泵電路的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。本技 術(shù)方案中，所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21、升壓?jiǎn)卧?2、電壓調(diào)整單元23的實(shí)現(xiàn)方式與現(xiàn)有技術(shù)相 同，為避免贅述，在以下的實(shí)施例中僅作簡(jiǎn)單說明。實(shí)施例1圖4是本發(fā)明實(shí)施例1電荷泵電路的結(jié)構(gòu)圖。參考圖4，電壓調(diào)整單元23包括調(diào) 整晶體管MP0，所述調(diào)整晶體管MP0的源極輸入升壓?jiǎn)卧?2輸出的升壓電壓HV，柵源極之 間通過分壓電阻R連接，漏極輸出穩(wěn)定電壓VEP。參考電流源I和濾波電容C的一端連接所 述調(diào)整晶體管MP0的柵極，另一端連接到地。分壓?jiǎn)卧?4包括多個(gè)源極和漏極連接、依次串聯(lián)的PM0S管。每個(gè)PM0S管的柵極和漏極短接，襯底與源極連接。所述串聯(lián)的PMOS管的數(shù)量根據(jù)所述升壓電壓HV的目標(biāo)電壓Vsrt和所述串聯(lián)的單個(gè)PMOS管的閾值電壓確定，所述目標(biāo)電壓Vsrt表示可以驅(qū)動(dòng)電荷泵電路負(fù)載工作的電壓。具體地，所述串聯(lián)的PMOS管的數(shù)量為所述目標(biāo)電壓Vsrt和所述串聯(lián)的單個(gè)PMOS管的閾值電壓的比值。在本實(shí)施中，所述目標(biāo)電壓Vset為8V，所述串聯(lián)的單個(gè)PMOS管的閾值電壓為O. 8V，則所述分壓?jiǎn)卧?4包括10個(gè)串聯(lián)的PMOS管MP1、MP2、…、MP10。需要說明的是，在本實(shí)施例中，所述分壓?jiǎn)卧?4采用了晶體管作為分壓器件，在其它實(shí)施例中，也可以采用其它器件(比如電阻、電容等)來實(shí)現(xiàn)分壓。繼續(xù)參考圖4，在本實(shí)施例中，所述分壓?jiǎn)卧?4輸出的第一分壓電壓和第二分壓電壓為同一電壓VD，由PMOS管MPl的源極(亦即PMOS管MP2的漏極)輸出。第一比較單元25包括第一比較器Al,所述第一比較器Al的正端輸入第一基準(zhǔn)電壓Vkefi,負(fù)端輸入所述第一分壓電壓VD，輸出端輸出第一比較結(jié)果FBI。第二比較單元26包括第二比較器A2，所述第二比較器A2的正端輸入所述第二分壓電壓VD，負(fù)端輸入第二基準(zhǔn)電SVkef2，輸出端輸出第二比較結(jié)果FB2。所述第一基準(zhǔn)電壓Vkefi和所述第二基準(zhǔn)電壓Vkef2可由帶隙基準(zhǔn)源提供，具體取值分別根據(jù)所述升壓電壓HV的下限值Vl和上限值V2確定。所述第一比較器Al和所述第二比較器A2分別將其正負(fù)端輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，輸出比較結(jié)果。具體地，以所述第一比較器Al為例，若所述第一比較器Al負(fù)端輸入的所述第一分壓電壓Vd小于其正端輸入的所述第一基準(zhǔn)電壓Vkefi，則所述第一比較器Al輸出的所述第一比較結(jié)果FBl為高電平，即邏輯I ;反之則輸出低電平，即邏輯O。所述第二比較器A2的工作原理相同，在此不再贅述。在本實(shí)施例中，狀態(tài)控制單元27為RS觸發(fā)器A3。所述RS觸發(fā)器A3的置位端S輸入所述第一比較結(jié)果FB1，復(fù)位端R輸入所述第二比較結(jié)果FB2，輸出端Q輸出控制電平FB給所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21，控制所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21輸出驅(qū)動(dòng)電壓VDW。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，所述狀態(tài)控制單元27還可以其它的電路形式，例如使用JK觸發(fā)器、多個(gè)D觸發(fā)器組成的狀態(tài)控制器等均可以代替所述RS觸發(fā)器A3，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)控制功能。圖5是本發(fā)明實(shí)施例I電荷泵電路所述升壓?jiǎn)卧?2輸出的升壓電壓HV波形圖，橫軸代表時(shí)間t，縱軸代表所述升壓電壓HV。為更好地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例I進(jìn)行理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案電荷泵電路的工作原理進(jìn)行說明。參考圖5，圖中所示Vmin和Vmax分別為所述升壓電壓HV的最小值和最大值，Vl和V2分別為設(shè)定的所述升壓電壓HV的下限值和上限值。所述下限值Vl可以設(shè)置成與所述目標(biāo)電壓Vsrt相等，也可以設(shè)置在所述目標(biāo)電壓Vsrt的一定偏差之內(nèi)。在本實(shí)施例中，將所述下限值Vl設(shè)置為所述目標(biāo)電壓Vset相等。所述上限值V2大于所述下限值VI，且相差預(yù)定值，所述預(yù)定值的取值范圍為O. 2V至I. 6V。所述目標(biāo)電壓Vset、下限值Vl和上限值V2可以根據(jù)具體電路結(jié)構(gòu)和器件特性進(jìn)行設(shè)定，在本實(shí)施例中，所述下限值Vl設(shè)置為與所述目標(biāo)電壓Vsrt相等，為8V，所述上限值V2設(shè)置為8. 5V，則所述預(yù)定值為O. 5V。參考圖4的電路，在所述升壓電壓HV的下限值Vl和所述上限值V2的取值確定以后，便可以確定所述第一基準(zhǔn)電壓Vkefi和所述第二基準(zhǔn)電壓Vkef2的取值分別為O. 8V和
O.85V。假定電荷泵電路啟動(dòng)后，所述升壓?jiǎn)卧?2輸出的升壓電壓HV在h時(shí)刻達(dá)到下限值Vl (亦即所述目標(biāo)電壓vsrt)。在所述升壓電壓HV高于所述下限值VI、低于所述上限值V2時(shí)，所述分壓?jiǎn)卧?4對(duì)所述升壓電壓HV進(jìn)行分壓，輸出所述分壓電壓VD大于所述第一基準(zhǔn)電壓Vkefi且小于所述第二基準(zhǔn)電壓VKEF2，所述第一比較單元25和所述第二比較單元26輸出的所述第一比較結(jié)果FBl和所述第二比較結(jié)果FB2均為低電平。由于輸入所述RS觸發(fā)器A3置位端S和復(fù)位端R的信號(hào)均為低電平，所述RS觸發(fā)器A3的狀態(tài)保持不變，即所述狀態(tài)控制單元27輸出的控制電平FB使所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21輸出的驅(qū)動(dòng)電壓Vdkv為周期振蕩信號(hào)，控制所述升壓?jiǎn)卧?2繼續(xù)升壓。所述升壓電壓HV持續(xù)上升，當(dāng)超過所述升壓電壓HV的上限值V2時(shí)，所述分壓?jiǎn)卧?4對(duì)所述升壓電壓HV進(jìn)行分壓，輸出所述分壓電壓VD大于所述第一基準(zhǔn)電壓Vkefi和所述第二基準(zhǔn)電壓Vkef2，所述第一比較單元25輸出的所述第一比較結(jié)果FBl為低電平，所述第二比較單元26輸出的所述第二比較結(jié)果FB2為高電平。由于輸入所述RS觸發(fā)器A3置位端S的信號(hào)為低電平，輸入復(fù)位端R的信號(hào)為高電平，所述RS觸發(fā)器A3的輸出端Q輸出低電平，即所述狀態(tài)控制單元27輸出的控制電平FB為低電平。所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21應(yīng)停止振蕩，輸出無效驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由于路徑延遲，所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21輸出的驅(qū)動(dòng)電壓Vdkv仍會(huì)維持一段時(shí)間的周期振蕩信號(hào)，所述升壓電壓HV會(huì)繼續(xù)上升至最大值Vmax。所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21停止振蕩后，所述升壓?jiǎn)卧?2不再繼續(xù)升壓，所述升壓電壓HV會(huì)隨著電荷泵電路的負(fù)載消耗電流逐步降低。在所述升壓電壓HV低至小于所述上限值V2而大于所述下限值Vl時(shí)，所述分壓?jiǎn)卧?4對(duì)所述升壓電壓HV進(jìn)行分壓，輸出所述分壓電壓VD大于所述第一基準(zhǔn)電壓Vkefi且小于所述第二基準(zhǔn)電壓VKEF2，所述第一比較單元25和所述第二比較單元26輸出的所述第一比較結(jié)果FBl和所述第二比較結(jié)果FB2均為低電平。由于輸入所述RS觸發(fā)器A3置位端S和復(fù)位端R的信號(hào)均為低電平，所述RS觸發(fā)器A3的狀態(tài)不變，即所述狀態(tài)控制單元27輸出的控制電平FB使所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21輸出的驅(qū)動(dòng)電壓Vdkv依然為無效驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述升壓?jiǎn)卧?2停止升壓。當(dāng)所述升壓電壓HV降低至低于所述下限值Vl時(shí)，所述分壓?jiǎn)卧?4對(duì)所述升壓電壓HV進(jìn)行分壓，輸出所述分壓電壓VD小于所述第一基準(zhǔn)電壓Vkefi和所述第二基準(zhǔn)電壓Vkef2，所述第一比較單元25輸出的所述第一比較結(jié)果FBl為高電平，所述第二比較單元26輸出的所述第二比較結(jié)果FB2為低電平。由于輸入所述RS觸發(fā)器A3置位端S的信號(hào)為高電平，輸入復(fù)位端R的信號(hào)為低電平，所述RS觸發(fā)器A3的輸出端Q輸出高電平，即所述狀態(tài)控制單元27輸出的控制電平FB為高電平。所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21將重新輸出周期振蕩信號(hào)。由于路徑延遲，必須經(jīng)過一段時(shí)間后，所述控制電平FB才能將時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21喚醒，使時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元21產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電壓由無效驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹芷谡袷幮盘?hào)。因此，所述升壓電壓HV由于電荷泵電路的負(fù)載消耗電流而繼續(xù)降低至最小值Vmin。之后，所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元2 I重新開始振蕩并輸出周期振蕩信號(hào)，以控制所述升壓?jiǎn)卧?2重新進(jìn)行升壓動(dòng)作。到h時(shí)刻，經(jīng)過一個(gè)工作周期，所述升壓電壓HV再一次達(dá)到所述下限值VI，電荷泵電路重復(fù)上述工作過程。需要說明的是，所述升壓?jiǎn)卧?2輸出的升壓電壓HV經(jīng)過所述電壓調(diào)整單元23整形濾波后，輸出穩(wěn)定電壓Vep供存儲(chǔ)器進(jìn)行信息的寫入和讀出操作。由于所述升壓?jiǎn)卧?2進(jìn)行了兩次升壓，所述升壓電壓HV相應(yīng)地提高，因此，通過調(diào)整所述電壓調(diào)整單元23中的電路元器件參數(shù)，例如分壓電阻R的阻值、濾波電容C的容值等，使輸出的所述穩(wěn)定電壓Vep仍為存儲(chǔ)器需要的編程電壓。
本發(fā)明技術(shù)方案提供的電荷泵電路，在所述升壓電壓達(dá)到目標(biāo)電壓后，所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元并沒有停止振蕩，而是繼續(xù)輸出周期振蕩信號(hào)，控制所述升壓?jiǎn)卧俅紊龎?。利用加長(zhǎng)所述升壓?jiǎn)卧须娙莸某浞烹姇r(shí)間，增加電荷泵電路的工作周期，減少所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元被喚醒的次數(shù)以降低電荷泵電路的功耗。具體地。電荷泵電路的功耗可分為兩部分一個(gè)是升壓過程中給所述升壓?jiǎn)卧械碾娙莩潆姇r(shí)的功率損耗C* (Vmax-Vmin),C表示充電電容的容值，(Vmax-Vmin)表示充電電壓；另一個(gè)是所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元每次被喚醒時(shí)的功率損耗Pw。將所述電荷泵電路的工作周期表示為T，則電荷泵電路在一個(gè)工作周期T內(nèi)的平均功率損耗為[C* (Vmax-Vmin)+Pw]/T0與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案增大了充電電壓(Vniax-Vniin)，假定本技術(shù)方案中的充電電壓為現(xiàn)有技術(shù)中充電電壓的4倍，電荷泵電路的工作周期相應(yīng)地近似變?yōu)?T，則在一個(gè)工作周期T內(nèi)電荷泵電路的平均功率損耗變?yōu)闉閇C*(Vfflax-Vfflin) +Pw/4]/T，即電容充電時(shí)的功率損耗不變，所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元每次被喚醒時(shí)的功率損耗Pw降低至原來的1/4。實(shí)施例2圖6所示為本發(fā)明實(shí)施例2電荷泵電路的結(jié)構(gòu)圖。參考圖2，本發(fā)明電荷泵電路的實(shí)施例2與實(shí)施例I的電路結(jié)構(gòu)大致相同，其區(qū)別在于所述第一分壓電壓Vdi和所述第二分壓電壓Vd2是所述分壓?jiǎn)卧?4提供的兩個(gè)不同的電壓。參考圖6的電路，在所述升壓電壓HV的下限值Vl和上限值V2的取值確定以后，便可以確定所述第一基準(zhǔn)電壓Vkefi和所述第二基準(zhǔn)電壓Vkef2的取值分別為O. 8V和I. 7V。實(shí)施例2的電荷泵電路的工作原理與實(shí)施例I完全相同，在此不再贅述。本發(fā)明實(shí)施方式還提供了一種存儲(chǔ)器，包括上述實(shí)施例I或?qū)嵤├?提供的電荷泵電路。綜上所述，本發(fā)明技術(shù)方案提供的電荷泵電路通過控制升壓?jiǎn)卧M(jìn)行兩次充電，增加電荷泵電路的工作周期，以減少時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元被喚醒的次數(shù)，降低了電荷泵電路的功率損耗。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電荷泵電路，包括時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元，用于輸出驅(qū)動(dòng)電壓；升壓?jiǎn)卧?，根?jù)所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元輸出的驅(qū)動(dòng)電壓提升電壓，輸出升壓電壓；電壓調(diào)整單元，對(duì)所述升壓?jiǎn)卧敵龅纳龎弘妷哼M(jìn)行整形和分壓，輸出穩(wěn)定電壓；其特征在于，還包括分壓?jiǎn)卧?，用于?duì)所述升壓電壓進(jìn)行分壓，輸出第一分壓電壓和第二分壓電壓；第一比較單元，用于將所述第一分壓電壓和第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出第一比較結(jié)果;第二比較單元，用于將所述第二分壓電壓和第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出第二比較結(jié)果;狀態(tài)控制單元，用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果輸出控制電平至所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元，控制所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元輸出所述驅(qū)動(dòng)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷泵電路，其特征在于，所述第一基準(zhǔn)電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓分別根據(jù)所述升壓電壓的下限值和上限值確定，所述下限值小于所述上限值且相差預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電荷泵電路，其特征在于，所述預(yù)定值的取值范圍為O.2V至I. 6V。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷泵電路，其特征在于，所述第一基準(zhǔn)電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓由帶隙基準(zhǔn)源提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷泵電路，其特征在于，所述第一分壓電壓和所述第二分壓電壓相等，所述第一基準(zhǔn)電壓小于所述第二基準(zhǔn)電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷泵電路，其特征在于，所述第一分壓電壓小于所述第二分壓電壓，所述第一基準(zhǔn)電壓小于所述第二基準(zhǔn)電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷泵電路，其特征在于，所述第一比較單元包括第一比較器，其正端輸入所述第一基準(zhǔn)電壓，負(fù)端輸入所述第一分壓電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷泵電路，其特征在于，所述第二比較單元包括第二比較器，其正端輸入所述第二分壓電壓，負(fù)端輸入所述第二基準(zhǔn)電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷泵電路，其特征在于，所述狀態(tài)控制單元為觸發(fā)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電荷泵電路，其特征在于，所述觸發(fā)器為RS觸發(fā)器，其置位端輸入所述第一比較結(jié)果，復(fù)位端輸入所述第二比較結(jié)果，輸出端輸出所述控制電平。
11.一種存儲(chǔ)器，其特征在于，包括權(quán)利要求I至10任一項(xiàng)所述的電荷泵電路。
全文摘要
一種電荷泵電路及存儲(chǔ)器，所述電荷泵電路包括時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元、升壓?jiǎn)卧?、電壓調(diào)整單元；所述電荷泵電路還包括分壓?jiǎn)卧?，輸出第一分壓電壓和第二分壓電壓；第一比較單元，用于將所述第一分壓電壓和第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出第一比較結(jié)果；第二比較單元，用于將所述第二分壓電壓和第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出第二比較結(jié)果；狀態(tài)控制單元，用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果輸出控制電平至所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元，控制所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元輸出驅(qū)動(dòng)電壓。本發(fā)明技術(shù)方案提供的電荷泵電路通過減少時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單元被喚醒的次數(shù)，降低了電荷泵電路的功率損耗。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102938610SQ201210472759
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者楊光軍, 胡劍 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司