一種電荷泵電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電荷栗電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電荷栗電路作為Flash存儲(chǔ)器的基本模塊，很大程度上決定了 Flash的編程/擦除速度。隨著集成電路的不斷發(fā)展，基于低功耗、低成本的考慮，電荷栗電路在集成電路中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
[0003]電荷栗的基本工作原理是通過(guò)電容對(duì)電荷的積累效應(yīng)而抬升電荷栗的輸出電壓。由于漏電流的存在，電荷栗需要檢測(cè)電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)輸出電壓低于目標(biāo)電壓時(shí)電荷栗開(kāi)始工作，將輸出電壓抬升到目標(biāo)電壓。每對(duì)輸出電壓檢測(cè)一次都會(huì)從輸出電壓端抽取電流，如果頻繁地對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)就會(huì)造成很大功耗的浪費(fèi)，但是如果每隔很長(zhǎng)時(shí)間才對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)一次，輸出電壓就會(huì)偏離目標(biāo)電壓很大，使得輸出電壓很不穩(wěn)定。
[0004]綜上所述，為了在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)，需要對(duì)檢測(cè)電路的檢測(cè)頻率進(jìn)行控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種電荷栗電路，以實(shí)現(xiàn)在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種電荷栗電路，包括:輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電荷栗的輸出電壓并調(diào)整脈沖發(fā)生器的參考電壓；脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生與所述參考電壓成正比例變化的脈沖信號(hào)到電壓檢測(cè)模塊；電壓檢測(cè)模塊，用于在所述脈沖信號(hào)的控制下對(duì)電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，并輸出使能信號(hào)到電荷栗模塊，啟動(dòng)電荷栗開(kāi)始工作；電荷栗模塊，在所述使能信號(hào)的控制下輸出目標(biāo)電壓；刷新頻率控制開(kāi)關(guān)，用于每次刷新時(shí)設(shè)置脈沖發(fā)生器的參考電壓為初始參考電壓。
[0007]所述電荷栗為正電壓電荷栗。
[0008]所述輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊由第一電容和第二電容組成，所述第一電容和第二電容串聯(lián)后一端接地，另一端與所述電荷栗模塊的輸出端相連。
[0009]所述脈沖發(fā)生器包括一環(huán)型振蕩器和一計(jì)數(shù)器，所述環(huán)型振蕩器與所述計(jì)數(shù)器通過(guò)一反相器相連；其中，所述環(huán)型振蕩器包括第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第^^一 NMOS管、第十二 NMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第^^一 PMOS管、第十二 PMOS管、第十三PMOS管、第十四PMOS管和第十五PMOS管；
[0010]其中所述第八PMOS管的柵極為所述脈沖發(fā)生器參考電壓輸入端，與所述輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊相連，源極與電源端相連，漏極與所述第五NMOS管的漏極相連；所述第五NMOS管的源極接地，柵極與所述第六NMOS管的柵極相連；所述第六NMOS管的源極接地；所述第九PMOS管與所述第八PMOS管成鏡像連接，漏極與所述第六NMOS管的漏極相連；所述第十PMOS管與所述第九PMOS管鏡像連接，并依次與所述第十三PMOS管、第七NMOS管和第十NMOS管串聯(lián)連接；其中第十三PMOS管的柵極與第七NMOS管的柵極相連，第十NMOS管的源極接地；所述第i^一 PMOS管與所述第十PMOS管并聯(lián)，并依次與所述第十四PMOS管、第八NMOS管和第^^一 NMOS管串聯(lián)連接；其中第十四PMOS管的柵極與第八NMOS管的柵極相連，第^^一 NMOS管的源極接地；所述第十二 PMOS管與所述第i^一 PMOS管并聯(lián)，并依次與所述第十五PMOS管、第九NMOS管和第十二 NMOS管串聯(lián)連接；其中第十五PMOS管的柵極與第九NMOS管的柵極相連，第十二 NMOS管的源極接地；其中第十五PMOS管的漏極為環(huán)型振蕩器的輸出端，通過(guò)一反相器與所述計(jì)數(shù)器相連。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例提供的電荷栗電路，增加了刷新頻率控制電路，輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)電容對(duì)輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整脈沖發(fā)生器的脈沖頻率，進(jìn)而對(duì)電壓檢測(cè)模塊的檢測(cè)頻率進(jìn)行刷新自調(diào)整，在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種電荷栗電路框圖；
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的參考電壓PBIAS和輸出電壓Vout以及對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)RF_EN和PUMP_EN的波形變化圖；
[0014]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的脈沖發(fā)生器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0016]實(shí)施例一
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種電荷栗電路框圖，本實(shí)施例適用于低功耗的集成電路中。本實(shí)施例提供的一種電荷栗電路框圖，如圖1所示，包括:輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊110，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電荷栗的輸出電壓并調(diào)整脈沖發(fā)生器的參考電壓；脈沖發(fā)生器120，用于產(chǎn)生與所述參考電壓成正比例變化的脈沖信號(hào)到電壓檢測(cè)模塊；電壓檢測(cè)模塊130，用于在所述脈沖信號(hào)的控制下對(duì)電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，并輸出使能信號(hào)到電荷栗模塊，啟動(dòng)電荷栗開(kāi)始工作；電荷栗模塊140，在所述使能信號(hào)的控制下輸出目標(biāo)電壓；刷新頻率控制開(kāi)關(guān)150，用于每次刷新時(shí)設(shè)置脈沖發(fā)生器的參考電壓為初始參考電壓。
[0018]其中，所述電荷栗優(yōu)選為正電壓電荷栗。
[0019]所述輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊優(yōu)選為如圖1所示110的電路結(jié)構(gòu)，所述輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊110由第一電容CO和第二電容Cl組成，所述第一電容CO和第二電容Cl串聯(lián)后一端接地，另一端與所述電荷栗模塊的輸出端相連，NET與脈沖發(fā)生器的輸入端PBIAS相連。這樣設(shè)計(jì)電路的好處是一方面NET處的電壓變化表征了電荷栗輸出端Vout的電壓變化情況，兩者的關(guān)系是NET = C0*Vout/(C0+Cl)，另一方面通過(guò)電容對(duì)輸出電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)不會(huì)造成電荷的流失。
[0020]所述電荷栗的具體工作過(guò)程為:設(shè)置初始刷新頻率f0，每隔t0刷新一次，即每隔t0脈沖發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)RF_EN到電壓檢測(cè)電路，啟動(dòng)電壓檢測(cè)電路對(duì)電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)一次，同時(shí)電壓檢測(cè)電路每隔t0發(fā)出一個(gè)使能信號(hào)PUMP_EN到所述電荷栗電路，啟動(dòng)電荷栗工作，將輸出電壓抬升至目標(biāo)電壓。對(duì)應(yīng)的脈沖發(fā)生器的初始參考電壓為PBIAS0，每次刷新時(shí)將開(kāi)關(guān)KM閉合，將PBIASO傳到PBIAS上，完成本次刷新后，開(kāi)關(guān)打開(kāi)，PBIAS下降斜率與Vout下降斜率成一定比例，該比例為NETl = CO^Vout/(C0+C1)。泄漏電流Ileak越大，Vout下降越快，PBIAS下降越快，脈沖發(fā)生器產(chǎn)生RF_EN脈沖的頻率越快，啟動(dòng)電荷栗工作的使能信號(hào)PUMP_EN頻率越快，從而避免了輸出電壓Vout偏離目標(biāo)電壓過(guò)大，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)頻率刷新自調(diào)整。圖2給出了參考電壓PBIAS和輸出電壓Vout以及對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)RF_EN和PUMP_EN的波形變化圖，圖中VO代表輸出電壓Vout偏離目標(biāo)電壓的值，tl代表使能信號(hào)PUMP_EN的脈寬。
[0021]需要說(shuō)明的是，脈沖發(fā)生器的初始參考電壓PBIASO根據(jù)實(shí)際需要自行設(shè)定。圖1中，Cld代表電荷栗提供電荷的能力，Ileak代表電荷栗內(nèi)部晶體管的漏電流，所述漏電流無(wú)法消除，所以會(huì)導(dǎo)致電荷栗輸出電壓偏離目標(biāo)電壓。
[0022]本實(shí)施例的技術(shù)方案為，輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)電容對(duì)輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整脈沖發(fā)生器的脈沖頻率，進(jìn)而對(duì)電壓檢測(cè)模塊的檢測(cè)頻率進(jìn)行刷新自調(diào)整，在保證輸出電壓穩(wěn)定的