專利名稱：用于對(duì)電路節(jié)點(diǎn)充電和放電的方法和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)內(nèi)容一般地涉及半導(dǎo)體，并且更特別地涉及用于半導(dǎo)體中的電壓電路。
背景技術(shù)：
集成電路典型地使用電荷泵電路將電源電壓提升到大于實(shí)際電源電壓值的值。電荷泵有利于產(chǎn)生升壓電源，因?yàn)樗鼈兛梢栽诩呻娐分袑?shí)現(xiàn)。已經(jīng)描述了用于實(shí)現(xiàn)這種功能的許多不同類型的電荷泵電路。在存儲(chǔ)器電路中，例如閃速存儲(chǔ)器(FLASH memory)，電路節(jié)點(diǎn)被充電至升高的電壓。該電路節(jié)點(diǎn)隨后被放電。為了使電路節(jié)點(diǎn)放電，將晶體管或電流源連接至該電路節(jié)點(diǎn)以使該電路節(jié)點(diǎn)耦接至地電壓電位。電荷運(yùn)動(dòng)引起電流以使升壓電位通過(guò)晶體管或電流源放電。電流被排入地端子，并且全部電荷作為耗散功率而丟失。當(dāng)集成電路包括高電容節(jié)點(diǎn)時(shí)，所引起的功率損耗是相當(dāng)大的。


本發(fā)明通過(guò)舉例的方式來(lái)說(shuō)明并且不受附圖所限制，在附圖中類似的參考符號(hào)指示相似的元件。附圖中的元件處于簡(jiǎn)單和清晰起見(jiàn)而示出，而并不一定按比例繪制。圖1以框圖形式示出了根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)電路節(jié)點(diǎn)充電和放電的電路；圖2以示意圖的形式示出了圖1的電路所使用的充電和放電電壓發(fā)生器的一種實(shí)施例；圖3以時(shí)序圖的形式示出了電路節(jié)點(diǎn)在電荷使用和電荷重用操作期間的示例性電壓變化；圖4以時(shí)序圖的形式示出了電路節(jié)點(diǎn)在充電和放電操作期間的已知的電壓變化；圖5以時(shí)序圖的形式示出了電路節(jié)點(diǎn)在部分放電和后續(xù)放電階段期間的示例性電壓變化；以及圖6以框圖的形式示出了用于在兩個(gè)不同的放電階段內(nèi)對(duì)電路節(jié)點(diǎn)放電的電壓電路的第一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1所示的是用于以功率高效的方式對(duì)電路節(jié)點(diǎn)充電和放電的電路10。電路10 通過(guò)存儲(chǔ)存在于電路節(jié)點(diǎn)14上的一部分電荷而重用電路節(jié)點(diǎn)14的電荷來(lái)實(shí)現(xiàn)電路節(jié)點(diǎn)14 的充電和放電。時(shí)鐘振蕩器18具有用于接收“開(kāi)/關(guān)”信號(hào)的使能輸入。時(shí)鐘振蕩器18 具有與時(shí)鐘發(fā)生器20的輸入連接的輸出。時(shí)鐘振蕩器18和時(shí)鐘發(fā)生器20可以被共同看作時(shí)鐘電路并且實(shí)現(xiàn)于單個(gè)電路部分內(nèi)或者作為如圖所示那樣的獨(dú)立電路。時(shí)鐘發(fā)生器20 的第一輸出給充電和放電電壓發(fā)生器12的第一輸入提供記為“Clkl”的第一時(shí)鐘信號(hào)，并且時(shí)鐘發(fā)生器20的第二輸出給充電和放電電壓發(fā)生器12的第二輸入提供記為“Clk2”的第二時(shí)鐘信號(hào)。充電和放電電壓發(fā)生器12起著電荷泵電路的作用。充電和放電電壓發(fā)生器12的輸入/輸出端與電荷源21的輸入/輸出端連接。在一種形式中，電荷源提供了記為Vdd的電源電壓。充電和放電電壓發(fā)生器12的輸出與電路節(jié)點(diǎn)14連接。電路節(jié)點(diǎn)14是在集成電路內(nèi)的或者在電路系統(tǒng)內(nèi)的預(yù)定的節(jié)點(diǎn)，例如，印制電路板或卡的節(jié)點(diǎn)。電壓檢測(cè)器16的第一輸入與電路節(jié)點(diǎn)14連接。電壓檢測(cè)器16的第二輸入接收第一電壓，例如電源電壓VDD。電壓檢測(cè)器16的第三輸入接收第二電壓，例如(-V)，該第二電壓是以Vdd為基準(zhǔn)的負(fù)電壓。電壓檢測(cè)器16的輸出提供了 “開(kāi)/關(guān)”信號(hào)并且與時(shí)鐘振蕩器18的使能輸入連接。控制電路22具有用于提供“上/下(Up/Down) ”信號(hào)的輸出?？刂齐娐?2的輸出與充電和放電電壓發(fā)生器12的第三輸入以及電壓檢測(cè)器16的第四輸入連接。在操作中，當(dāng)充電和放電電壓發(fā)生器12分別對(duì)電路節(jié)點(diǎn)14充電到預(yù)定的電壓以及使電路節(jié)點(diǎn)14自該預(yù)定電壓起放電，使電荷返回電荷源21時(shí)，電荷源21雙向地從充電和放電電壓發(fā)生器12源出(source)電荷以及匯入(sink)電荷。如同在此所使用的，術(shù)語(yǔ) “充電”應(yīng)理解為意指在電路節(jié)點(diǎn)或存儲(chǔ)器件上設(shè)置所期望的電壓(正的或負(fù)的)。術(shù)語(yǔ)“放電”應(yīng)理解為意指移除電路節(jié)點(diǎn)或存儲(chǔ)器件上的期望電壓(正的或負(fù)的)。與電路節(jié)點(diǎn)14 耦接的電壓檢測(cè)器16監(jiān)控在電路節(jié)點(diǎn)14處的電壓電位。沒(méi)有示出的電路確定電路節(jié)點(diǎn)14 應(yīng)當(dāng)何時(shí)充電或放電。此外，沒(méi)有示出的電路與電路節(jié)點(diǎn)14連接以使用將要維持于電路節(jié)點(diǎn)14上的施加電壓。在一種形式中，電路節(jié)點(diǎn)14是閃速存儲(chǔ)器的編程節(jié)點(diǎn)。但是，存儲(chǔ)于電路節(jié)點(diǎn)上的電荷的其他應(yīng)用可以輕易地實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電路10處于其中電路節(jié)點(diǎn)14正被充電至預(yù)定的電壓(例如，-V)的操作模式時(shí)，控制電路22提供以指示電路節(jié)點(diǎn)14上的電壓將下降到預(yù)定電壓的形式的上/下信號(hào)。電壓檢測(cè)器16將電路節(jié)點(diǎn)14處的實(shí)際電壓與電壓檢測(cè)器16所收到的-V進(jìn)行比較。當(dāng)電壓檢測(cè)器16檢測(cè)到在電路節(jié)點(diǎn)14處的電壓大于-V 時(shí)，電壓檢測(cè)器16提供“開(kāi)/關(guān)”信號(hào)給時(shí)鐘振蕩器18的使能輸入。時(shí)鐘振蕩器18提供時(shí)鐘信號(hào)給時(shí)鐘發(fā)生器20。時(shí)鐘發(fā)生器20使用時(shí)鐘振蕩器18的時(shí)鐘信號(hào)并且提供有某相位關(guān)系的兩種時(shí)鐘信號(hào)，CLKl和CLK2，它們由充電和放電電壓發(fā)生器12如同以下所描述的那樣使用以使電路節(jié)點(diǎn)14能夠由電荷源21充電至起始電壓(Vdd)。電荷源21 (Vdd)將來(lái)自電荷源21 (Vdd)的電荷供應(yīng)給充電和放電電壓發(fā)生器12以將電路節(jié)點(diǎn)14充電至-V，并且在電路節(jié)點(diǎn)14正被充電回到Vdd時(shí)選擇性地允許來(lái)自電路節(jié)點(diǎn)14的電荷通過(guò)充電和放電電壓發(fā)生器12返回電荷源21。當(dāng)電路10處于需要將電路節(jié)點(diǎn)14放電至預(yù)定電壓(例如，("V))的操作模式中時(shí)，控制電路22提供指示在電路節(jié)點(diǎn)14上的電壓將下降的上/下信號(hào)的編碼值。響應(yīng)于該上/下信號(hào)，電壓檢測(cè)器16提供啟用(enable)時(shí)鐘振蕩器18的開(kāi)/關(guān)信號(hào)的編碼值。當(dāng)電壓檢測(cè)器16確定電路節(jié)點(diǎn)14已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)電壓(-V)時(shí)，它關(guān)閉時(shí)鐘振蕩器18，該時(shí)鐘振蕩器18通過(guò)不提供CLKl和CLK2信號(hào)來(lái)禁用(disable)充電和放電電壓發(fā)生器12。缺少CLKl和CLK2信號(hào)的生成具有對(duì)電路節(jié)點(diǎn)14既不充電也不放電的效果。當(dāng)充電電路節(jié)點(diǎn)14使其回到起始電壓(Vdd)時(shí)，電路10以相似的方式來(lái)操作，但是使上/下信號(hào)被編碼以指示在節(jié)點(diǎn)14上的電壓將上升，并且電壓檢測(cè)器16提供啟用時(shí)鐘振蕩器18的開(kāi)/關(guān)信號(hào)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)14的電壓達(dá)到起始電壓(Vdd)時(shí)，電壓檢測(cè)器16對(duì)開(kāi) /關(guān)信號(hào)進(jìn)行編碼以禁用時(shí)鐘振蕩器18。充電和放電電壓發(fā)生器12關(guān)于如何重用電路節(jié)點(diǎn)14上的電荷以節(jié)省功率的操作可以結(jié)合圖2來(lái)進(jìn)一步理解。在圖2中示出的是與電路節(jié)點(diǎn)14及電荷源21連接的圖1的充電和放電電壓發(fā)生器12的一種示例性實(shí)施例。電荷源21與節(jié)點(diǎn)41雙向連接?？膳渲枚O管型 (diode-configurable)P溝道晶體管42具有與電荷源21連接于節(jié)點(diǎn)41的源極、柵極以及與節(jié)點(diǎn)68連接的漏極?？膳渲枚O管型P溝道晶體管43具有與節(jié)點(diǎn)68連接的源極、柵極以及與節(jié)點(diǎn)83連接的漏極?？膳渲枚O管型P溝道晶體管44具有與節(jié)點(diǎn)83連接的源極、 柵極以及與電路節(jié)點(diǎn)14連接的漏極?？膳渲枚O管型P溝道晶體管45具有與電荷源21 連接于節(jié)點(diǎn)41的源極、柵極以及與節(jié)點(diǎn)68連接的漏極?？膳渲枚O管型P溝道晶體管46 具有與節(jié)點(diǎn)68連接的源極、柵極以及與節(jié)點(diǎn)83連接的漏極?？膳渲枚O管型P溝道晶體管47具有與節(jié)點(diǎn)83連接的源極、柵極以及與電路節(jié)點(diǎn)14連接的漏極?？膳渲枚O管型晶體管42-47的柵極與充電/放電電路40連接。充電/放電電路40具有N溝道晶體管50， 該N溝道晶體管50具有與節(jié)點(diǎn)41連接的漏極、柵極以及與晶體管42的柵極連接于節(jié)點(diǎn)85 的源極。P溝道晶體管51具有與晶體管42的柵極連接于節(jié)點(diǎn)85的源極、柵極以及與節(jié)點(diǎn) 68連接的漏極。N溝道晶體管52具有與節(jié)點(diǎn)68連接的漏極、柵極以及與晶體管43的柵極連接于節(jié)點(diǎn)69的源極。P溝道晶體管53具有與晶體管43的柵極和晶體管52的源極連接的源極、柵極以及與節(jié)點(diǎn)83連接的漏極。N溝道晶體管54具有與節(jié)點(diǎn)83連接的漏極、柵極以及與晶體管44的柵極連接于節(jié)點(diǎn)71的源極。P溝道晶體管55具有與晶體管54的源極和晶體管44的柵極連接的源極。晶體管55具有柵極。晶體管55的漏極與電路節(jié)點(diǎn)14 連接。N溝道晶體管56具有與節(jié)點(diǎn)41連接的漏極、柵極以及與晶體管45的柵極連接于節(jié)點(diǎn)63的源極。P溝道晶體管57具有與晶體管45的柵極連接于節(jié)點(diǎn)63的源極、柵極以及與節(jié)點(diǎn)68連接的漏極。N溝道晶體管58具有與節(jié)點(diǎn)68連接的漏極、柵極以及與晶體管46 的柵極連接于節(jié)點(diǎn)65的源極。P溝道晶體管59具有與晶體管46的柵極和晶體管58的源極連接的源極、柵極以及與節(jié)點(diǎn)83連接的漏極。N溝道晶體管60具有與節(jié)點(diǎn)83連接的漏極、柵極以及與晶體管47的柵極連接于節(jié)點(diǎn)67的源極。P溝道晶體管61具有與晶體管60 的源極和晶體管47的柵極連接的源極。晶體管61具有柵極。晶體管61的漏極與電路節(jié)點(diǎn)14連接。在充電/放電電路40之內(nèi)的晶體管50-61各自的柵極共同連接于節(jié)點(diǎn)66。電容器70的第一電極與由時(shí)鐘發(fā)生器20提供的第一時(shí)鐘信號(hào)CLKl連接。電容器70的第二電極與節(jié)點(diǎn)68連接。電容器72的第一電極與由時(shí)鐘發(fā)生器20提供的第二時(shí)鐘信號(hào)CLK2 連接。電容器72的第二電極與節(jié)點(diǎn)83連接。電容器74的第一電極與第二時(shí)鐘信號(hào)CLK2 連接。電容器74的第二電極與節(jié)點(diǎn)68連接。電容器76的第一電極與第一時(shí)鐘信號(hào)CLKl 連接。電容器76的第二電極與節(jié)點(diǎn)83連接。連接于電荷源21與電路節(jié)點(diǎn)14之間的是電壓電平移位電路78。電壓電平移位電路78具有P溝道晶體管80，該P(yáng)溝道晶體管80具有與節(jié)點(diǎn)41連接的源極、柵極以及與充電/放電電路40的節(jié)點(diǎn)66連接的漏極。反相器82的輸入被連接用于接收由圖1的控制電路22提供的“上/下”信號(hào)。反相器82的輸出與晶體管80的柵極連接。P溝道晶體管84具有與晶體管80的源極連接于節(jié)點(diǎn)41的源極、用于接收“上/下”信號(hào)的柵極，以及漏極。N溝道晶體管86具有與晶體管80的漏極連接的漏極、與晶體管84的漏極和晶體管 88的漏極連接的柵極，以及與電路節(jié)點(diǎn)14連接的源極。N溝道晶體管88具有與晶體管84 的漏極連接的漏極、與晶體管80的漏極和晶體管86的漏極連接的柵極，以及與電路節(jié)點(diǎn)14 連接的源極。在操作中，充電/放電電路40響應(yīng)于由電壓電平移位電路78提供的在節(jié)點(diǎn)66 處的電壓而選擇性地將每個(gè)可配置二極管型晶體管42-47連接為二極管配置型的晶體管。 根據(jù)在節(jié)點(diǎn)66出的電壓為究竟是邏輯高值還是邏輯低值來(lái)確定可配置二極管型晶體管42-47各自的柵極究竟是連接到其源極還是其漏極。例如，當(dāng)電壓電平移位電路78在節(jié)點(diǎn) 66處提供邏輯高值時(shí)，晶體管50是導(dǎo)通的并且晶體管51是非導(dǎo)通的，以將可配置二極管型晶體管42的源極和柵極連接在一起。剩余的各個(gè)晶體管43-47類似地配置。在這種結(jié)構(gòu)中，僅允許電荷通過(guò)可配置二極管型晶體管44、43和42以及通過(guò)可配置二極管型晶體管 47,46和45從電路節(jié)點(diǎn)14移動(dòng)到電荷源21。因此，從電荷源21到電路節(jié)點(diǎn)14的任何電荷運(yùn)動(dòng)均由可配置二極管型晶體管42-47的二極管作用所阻擋。類似地，當(dāng)電壓電平移位寄存器78在節(jié)點(diǎn)66提供邏輯低值時(shí)，晶體管50是非導(dǎo)通的并且晶體管51是導(dǎo)通的，以將可配置二極管型晶體管42的漏極和柵極連接在一起。剩余的各個(gè)可配置二極管型晶體管
43-47類似地配置。在這種結(jié)構(gòu)中，僅允許電荷通過(guò)可配置二極管型晶體管42、43和44以及通過(guò)可配置二極管型晶體管45、46和47從電荷源21移動(dòng)到電路節(jié)點(diǎn)14。從電路節(jié)點(diǎn) 14到電荷源21的任何電荷流動(dòng)均由可配置二極管型晶體管42-47的二極管作用所阻擋。在節(jié)點(diǎn)66處的電壓的邏輯值由電壓電平移位器78響應(yīng)于由圖1的控制電路22 提供的上/下信號(hào)的值來(lái)確定。當(dāng)確定電路節(jié)點(diǎn)14需要朝Vdd方向充電時(shí)，上/下信號(hào)的有效邏輯值是使晶體管80導(dǎo)通并且晶體管84不導(dǎo)通的邏輯低信號(hào)。當(dāng)晶體管84導(dǎo)通時(shí)， 晶體管86導(dǎo)通并且晶體管88不導(dǎo)通。該偏壓狀態(tài)使得節(jié)點(diǎn)66呈現(xiàn)出邏輯低值，該邏輯低值配置可配置二極管型晶體管42-47使其僅能夠傳導(dǎo)從電荷源21到電路節(jié)點(diǎn)14的電流。 Clkl和Clk2信號(hào)是相位互補(bǔ)的時(shí)鐘信號(hào)。如以上所指出的，當(dāng)電路節(jié)點(diǎn)41將要放電至Vdd 時(shí)，節(jié)點(diǎn)66為低。在Clkl為邏輯低并且Clk2為邏輯高的時(shí)鐘相位期間，電容器70和76 分別以來(lái)自可配置二極管型晶體管42和47的電荷來(lái)初始化。在該相位期間，來(lái)自電容器 72和74的電荷分別朝電路節(jié)點(diǎn)41的方向運(yùn)動(dòng)通過(guò)可配置二極管型晶體管43和45。隨著時(shí)鐘信號(hào)改變相位，電容器72和74分別通過(guò)可配置二極管型晶體管44和46來(lái)充電，并且電容器70和76分別通過(guò)可配置二極管型及韉通過(guò)42和46來(lái)放電。隨著時(shí)鐘繼續(xù)循環(huán)， 在電路節(jié)點(diǎn)41上的電荷沿Vdd的方向運(yùn)動(dòng)通過(guò)可配置二極管型晶體管42-47。當(dāng)確定電路節(jié)點(diǎn)14需要朝負(fù)電壓方向充電時(shí)，上/下信號(hào)的有效邏輯值是使晶體管80導(dǎo)通并且晶體管84不導(dǎo)通的邏輯高信號(hào)。當(dāng)晶體管84不導(dǎo)通時(shí)，晶體管86不導(dǎo)通并且晶體管88導(dǎo)通。該偏壓狀態(tài)使得節(jié)點(diǎn)66呈現(xiàn)出邏輯高值，該邏輯高值配置可配置二極管型晶體管42-47使其僅能夠傳導(dǎo)從電路節(jié)點(diǎn)14到電荷源21的電流。隨著Clkl和Clk2 時(shí)鐘信號(hào)的循環(huán)(即，振蕩)，電容器72、72、74和76如上所述以相似的方式來(lái)充電和放電， 其中在電路節(jié)點(diǎn)41上的電荷朝Vdd的方向運(yùn)動(dòng)通過(guò)充電和放電電壓發(fā)生器12，促使在節(jié)點(diǎn) 41上的電壓降低。在圖3中示出的是在電路10操作發(fā)生時(shí)標(biāo)繪為時(shí)間的函數(shù)的電路節(jié)點(diǎn)14的電壓的示例性圖表。一般而言，圖表示出了電荷使用部分以及其中顯著地節(jié)省了功耗的電荷重用部分兩者。假定電路節(jié)點(diǎn)14在開(kāi)始時(shí)從時(shí)間t0到時(shí)間tl被充電至Vdd電壓電位。電路節(jié)點(diǎn)14的狀態(tài)在該電壓電位為靜止?fàn)顟B(tài)。在使用電路10的系統(tǒng)之內(nèi)，由電路(沒(méi)有示出) 作出將電路節(jié)點(diǎn)14放電至(-V)電壓的決定。如上所述，(-V)電壓可以是任何預(yù)定的電壓 (正的或負(fù)的)或者隔離接地(isolated ground)。電壓節(jié)點(diǎn)14在從tl到t2的時(shí)間間隔內(nèi)被放電至(-V)，在該時(shí)間間隔期間電荷轉(zhuǎn)移在最小功率損耗的情況下發(fā)生。放電通過(guò)將電荷從電壓節(jié)點(diǎn)14返回電荷源21而發(fā)生。從時(shí)間t2到t3，在電路節(jié)點(diǎn)14處的電壓在使用階段由電路(沒(méi)有示出)使用。從時(shí)間t3到t4，電路節(jié)點(diǎn)14在電荷返回階段返回至VDD。在時(shí)間t4到時(shí)間t5，電路節(jié)點(diǎn)14處于靜止?fàn)顟B(tài)。在時(shí)間t5，靜止?fàn)顟B(tài)結(jié)束并且電路節(jié)點(diǎn) 14的電荷轉(zhuǎn)移階段在將電路節(jié)點(diǎn)14充電至(-V)期間發(fā)生直到時(shí)間t6。在t5和t6時(shí)間內(nèi)，來(lái)自包含從tl到t4的循環(huán)的大部分電荷被重用。在時(shí)間t6和時(shí)間t7之間，出現(xiàn)使用階段，在其間電路節(jié)點(diǎn)14的(-V)電壓由電路(沒(méi)有示出)使用。從時(shí)間t7到時(shí)間t8，來(lái)自電路節(jié)點(diǎn)14的電荷以最小的功率損耗返回至21 (Vdd)，以便在將來(lái)的循環(huán)中重用。電路節(jié)點(diǎn)14由此被放電至VDD。在時(shí)間t8，電路節(jié)點(diǎn)14的電壓是VDD，并且電路10的靜止?fàn)顟B(tài)重新開(kāi)始。充電和放電電壓發(fā)生器12能夠以不同于圖2所示的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在某些應(yīng)用中可能所希望的是在沒(méi)有二極管電壓降(例如，存在于每個(gè)晶體管42-47兩端的電壓降)的無(wú)效率的情況下運(yùn)行的充電和放電發(fā)生器。在這種可另選的實(shí)現(xiàn)方式中能夠使用需要更多定時(shí)鐘(clocking)電路。但是，另加的定時(shí)鐘電路使用更多的電路面積，因此在另加面積的使用相對(duì)功率使用之間存在著設(shè)計(jì)權(quán)衡。在圖2所示的實(shí)施例中，在本文所描述的重用電荷的電路操作中實(shí)現(xiàn)了顯著的功耗節(jié)省，即使存在著與二極管電壓降有關(guān)的某些功率損耗。與圖3相比，在圖4中示出的是電路節(jié)點(diǎn)充電和放電到通常所實(shí)現(xiàn)的升高電壓的圖形時(shí)間線。假定電路節(jié)點(diǎn)從時(shí)間to到tl處于接地零電壓。電路節(jié)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。在時(shí)間tl，電路節(jié)點(diǎn)的電壓在充電階段期間被升壓至VB。。st電位，直到在時(shí)間t2達(dá)到該電壓。 Veoost電壓在從時(shí)間t2直到時(shí)間t3的使用階段內(nèi)被使用。在時(shí)間t3與時(shí)間t4之間，電路節(jié)點(diǎn)通過(guò)功率消耗電阻電路元件來(lái)放電。在時(shí)間t4，電路節(jié)點(diǎn)的電壓返回至零電壓。電路節(jié)點(diǎn)常規(guī)的充電和放電是浪費(fèi)功率的。所釋放的電荷沒(méi)有被重用。在圖5中示出的是其中一部分放電電位被重用的電路節(jié)點(diǎn)的充電和放電的另一種實(shí)施例的圖表。在這種形式中，假定在時(shí)間to和tl之間，電路節(jié)點(diǎn)處于零伏特電位并且處于靜止?fàn)顟B(tài)。在時(shí)間tl與時(shí)間t2之間，充電階段出現(xiàn)。電路節(jié)點(diǎn)的電壓從零伏特充電至預(yù)定的電壓電位VB。。st。在電路節(jié)點(diǎn)上的升高電壓在時(shí)間t2與時(shí)間t3之間的電荷使用階段內(nèi)被使用。在時(shí)間t3與時(shí)間t4之間，進(jìn)行電路節(jié)點(diǎn)的部分放電至中間電壓V—，其中代表VB。。st和V—之間的電壓差的電荷被轉(zhuǎn)移至另一個(gè)電路節(jié)點(diǎn)，以由電路108重用。從時(shí)間t4到時(shí)間t5的時(shí)間段是電荷重用階段，其中為支持V—電壓而轉(zhuǎn)移的電荷被重用。在從VB。。st到Vlntemediate的電荷轉(zhuǎn)移之后，在時(shí)間t5和時(shí)間t6之間完成放電階段，其中電路節(jié)點(diǎn)VB。。st被放電至地電位或零伏特。在圖6中示出的是用于實(shí)現(xiàn)圖5所表示的電壓功能的電壓電路的第一實(shí)施例。電壓電路100被提供用于使節(jié)點(diǎn)放電并且在兩個(gè)階段內(nèi)通過(guò)放電重用電荷。電荷泵102具有用于提供升高電壓VB。。st的輸出端，該升高電壓VB。。st被升高至諸如電源電壓的預(yù)定電壓以上。電荷泵102的輸出與電路節(jié)點(diǎn)104連接。三端開(kāi)關(guān)106與電路節(jié)點(diǎn)104連接。開(kāi)關(guān) 106的第一端與電路108連接并將一定量的電荷從電路節(jié)點(diǎn)104轉(zhuǎn)移至在電路108之內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。開(kāi)關(guān)106的第二端不連接。開(kāi)關(guān)106的第三端與地參考電壓端子或者代表電路節(jié)點(diǎn) 104所希望放電到的電壓電位的其他電壓端子連接。當(dāng)開(kāi)關(guān)106與第二端連接時(shí)，電路節(jié)點(diǎn) 104既沒(méi)有與電路108連接也沒(méi)有與地參考電壓端子連接。 在操作中，電壓電路100使用電荷泵102來(lái)將電路節(jié)點(diǎn)104充電至升高電壓VB。。st。 在電路節(jié)點(diǎn)104的充電期間，開(kāi)關(guān)106與電位電浮置(electrically float)的第二位置連接。例如，電路節(jié)點(diǎn)104可以是處于用于對(duì)存儲(chǔ)單元編程的高電壓的存儲(chǔ)電路的節(jié)點(diǎn)。在某一時(shí)間點(diǎn)，電路節(jié)點(diǎn)104必須被放電。不是將電路節(jié)點(diǎn)104放電至地電位并且損失所存儲(chǔ)的功率，而是通過(guò)將開(kāi)關(guān)106切換至第一位置來(lái)使與結(jié)合圖5所描述的電位差VB。。st-V— 相關(guān)的一部分電荷耦合至電路108。這部分電荷由此可由電路108來(lái)使用。電路108被實(shí)現(xiàn)為眾多類型的電路中的任一種。例如，電路108可以是具有用于存儲(chǔ)V—電壓的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的邏輯電路。在與VB。。st_VIntemediate電壓相關(guān)的電荷已經(jīng)從電路節(jié)點(diǎn)104轉(zhuǎn)移到電路 108之后，在電路節(jié)點(diǎn)104上的剩余電荷通過(guò)將開(kāi)關(guān)106切換至第三開(kāi)關(guān)位置來(lái)釋放。開(kāi)關(guān) 106的第三開(kāi)關(guān)位置將電路節(jié)點(diǎn)104連接至使電路節(jié)點(diǎn)104完成放電的地電位。因而，電壓電路100重用了已經(jīng)布置于電路節(jié)點(diǎn)104之上的大部分電荷。應(yīng)當(dāng)理解，電荷泵102可以使用各種已知的電荷泵電路結(jié)構(gòu)中的任一種來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，至此已經(jīng)提供了用于對(duì)電路節(jié)點(diǎn)充電以及釋放至少一部分電荷用于后續(xù)的重用以由此節(jié)省功耗的電壓電路。在一種形式中，使用了功率高效的電荷泵，因?yàn)樵撾姾杀棉D(zhuǎn)移電荷而不是通過(guò)電阻電路元件將電荷釋放到地線。在一種形式中，所重用的電荷被轉(zhuǎn)移回到電荷源，例如電源。在該形式中，基本上全部所重用的電荷都轉(zhuǎn)移回到電荷源。在另一種形式中，所重用的電荷被轉(zhuǎn)移到分離電路的另一電路節(jié)點(diǎn)。在該形式中，少于全部(less than all)的原始電荷由分離電路所重用。在一種形式中，電荷泵被用來(lái)將電荷轉(zhuǎn)移至電路節(jié)點(diǎn)并再次轉(zhuǎn)移該電荷用于后續(xù)的重用。電荷泵的極性是雙向的并且可以通過(guò)使用晶體管開(kāi)關(guān)來(lái)將串聯(lián)連接的晶體管重配置為僅沿一個(gè)方向來(lái)傳導(dǎo)電流的二極管而反轉(zhuǎn)。根據(jù)電荷流動(dòng)的方向，充電/放電電路40確定串聯(lián)連接的晶體管將擦用什么樣的二極管結(jié)構(gòu)。在電荷泵之內(nèi)的電容器由兩種相位互補(bǔ)的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)定時(shí)鐘，以有效地通過(guò)電荷泵來(lái)移動(dòng)電荷，沒(méi)有招致任何重大的功率損耗。因而，在此所描述的電壓電路是功率很高效的。在一種形式中，本發(fā)明提供了一種將電路節(jié)點(diǎn)充電至第一預(yù)定的電壓的方法。被充電于電路節(jié)點(diǎn)之上的第一預(yù)定電壓在第一時(shí)間段期間被用于第一預(yù)定功能。一部分電荷由電路節(jié)點(diǎn)移除(remove)到與該電路節(jié)點(diǎn)耦接的電路。該部分電荷在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用。在另一種形式中，電路節(jié)點(diǎn)經(jīng)由電荷泵電路來(lái)充電。該部分電荷通過(guò)經(jīng)由電荷泵電路使電路節(jié)點(diǎn)耦接至電荷源來(lái)移除。在另一種形式中，電荷泵電路被配置用于給電路節(jié)點(diǎn)充電。這部分電荷通過(guò)使用多個(gè)串聯(lián)耦接的可配置二極管型晶體管來(lái)移除，該多個(gè)可配置二極管型晶體管在對(duì)電路節(jié)點(diǎn)充電時(shí)被配置用于沿第一方向傳導(dǎo)電流， 以及在移除該部分電荷時(shí)被配置用于沿與第一方向相反的第二方向傳導(dǎo)電流。在另一種形式中，通過(guò)在開(kāi)始時(shí)從電路節(jié)點(diǎn)移除少于全部(less than all)的電荷的方式將這部分電荷從電路節(jié)點(diǎn)移除。該少于全部的電荷被耦合至與電路節(jié)點(diǎn)耦接的電路，以由該電路重用。 來(lái)自電路節(jié)點(diǎn)的剩余部分的電荷隨后被移除以使電路節(jié)點(diǎn)放電至第二預(yù)定電壓。在又一種形式中，將多位置開(kāi)關(guān)耦接至電路節(jié)點(diǎn)。電路與該開(kāi)關(guān)耦接，以便選擇性地接收經(jīng)由多位置開(kāi)關(guān)從電路節(jié)點(diǎn)移除的那部分電荷。在另一種形式中，電荷源作為電路來(lái)提供。電荷源經(jīng)由包括串聯(lián)連接的可配置二極管型晶體管的雙向電荷泵耦接至電路節(jié)點(diǎn)，所述串聯(lián)連接的可配置二極管型晶體管基于在電荷泵中的電荷運(yùn)動(dòng)的期望方向來(lái)配置可配置二極管型晶體管的電流方向。在另一種形式中，在電路節(jié)點(diǎn)處的電壓值被檢測(cè)。響應(yīng)于所述檢測(cè)，通過(guò)將所檢測(cè)到的電壓與第一預(yù)定電壓的值進(jìn)行比較并且確定在電路節(jié)點(diǎn)處的電壓值需要增大而選擇性地啟用時(shí)鐘振蕩器。時(shí)鐘振蕩器被用來(lái)操作電荷泵電路。電路節(jié)點(diǎn)經(jīng)由電荷泵電路來(lái)充電。在另一種形式中，本發(fā)明提供了具有電路節(jié)點(diǎn)以及用于提供待存儲(chǔ)于電路節(jié)點(diǎn)上的電荷的電荷源的電壓電路。電壓發(fā)生器被耦接于電路節(jié)點(diǎn)與電荷源之間。電壓發(fā)生器沿第一方向傳導(dǎo)電流以將第一預(yù)定電壓充電于電路節(jié)點(diǎn)之上，以在第一時(shí)間段期間用于第一預(yù)定功能中。電壓發(fā)生器通過(guò)沿與第一方向相反的第二方向傳導(dǎo)電流來(lái)將一部分電荷從電路節(jié)點(diǎn)中移除，并且將該部分電荷耦合至電荷源以由電荷源在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用，而不是將這部分電荷釋放到地線，以達(dá)最小的功率損耗。在一種形式中，控制電路與電壓發(fā)生器耦接，用于提供指示電路節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)充電還是放電的控制信號(hào)。電壓檢測(cè)器與電路節(jié)點(diǎn)和控制電路耦接，以便響應(yīng)于該控制信號(hào)而將電路節(jié)點(diǎn)處的電壓與第一預(yù)定電壓或第二預(yù)定電壓進(jìn)行比較，該電壓檢測(cè)器提供時(shí)鐘使能信號(hào)。時(shí)鐘電路與電壓發(fā)生器和電壓檢測(cè)器耦接，以響應(yīng)于時(shí)鐘使能信號(hào)而提供一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。該一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)使電荷通過(guò)電壓發(fā)生器在電荷源與電路節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)移。在另一種形式中，電壓發(fā)生器響應(yīng)于控制信號(hào)而開(kāi)關(guān)可配置二極管型晶體管，以使電流僅沿一個(gè)方向流過(guò)電壓發(fā)生器。在另一種形式中，電壓發(fā)生器具有耦接于電荷源與電路節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管，每個(gè)晶體管具有源極、漏極和控制電極。充電/放電開(kāi)關(guān)與該多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管各自的控制電極耦接。充電/放電開(kāi)關(guān)響應(yīng)于控制信號(hào)選擇性地將控制電極連接至該多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管各自的對(duì)應(yīng)漏極或?qū)?yīng)漏極。在另一種形式中，電壓發(fā)生器具有與電路節(jié)點(diǎn)耦接的電壓電平移位電路。電壓電平移位電路具有用于接收控制信號(hào)的輸入，并且具有與充電/放電開(kāi)關(guān)耦接的輸出，用于配置該充電/放電開(kāi)關(guān)以對(duì)電路節(jié)點(diǎn)充電或者使電路節(jié)點(diǎn)放電。在一種形式中，充電/放電電路具有多對(duì)互補(bǔ)導(dǎo)電性的晶體管，每對(duì)晶體管串聯(lián)耦接并且與該多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管中相應(yīng)的一個(gè)晶體管的源極和漏極耦接以及與其控制電極耦接于每對(duì)晶體管之間的公共連接處，其中每對(duì)晶體管中只有一個(gè)晶體管導(dǎo)通以使該多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管中對(duì)應(yīng)的一個(gè)晶體管置為二極管結(jié)構(gòu)。在另一種形式中，控制電路與電壓發(fā)生器耦接，用于提供指示電路節(jié)點(diǎn)究竟應(yīng)當(dāng)充電還是放電的控制信號(hào)。電壓檢測(cè)器與電路節(jié)點(diǎn)和控制電路耦接，以響應(yīng)于控制信號(hào)而將電路節(jié)點(diǎn)處的電壓與第一預(yù)定電壓或第二預(yù)定電壓進(jìn)行比較。電壓檢測(cè)器提供時(shí)鐘使能信號(hào)。時(shí)鐘振蕩器具有與電壓檢測(cè)器耦接的用于接收時(shí)鐘使能信號(hào)的輸入，以及具有用于響應(yīng)于時(shí)鐘使能信號(hào)而提供振蕩時(shí)鐘的輸出。時(shí)鐘發(fā)生器具有與時(shí)鐘振蕩器的輸出耦接的輸入，與電壓發(fā)生器耦接的用于提供第一時(shí)鐘信號(hào)的第一輸出，以及與電壓檢測(cè)器耦接的用于提供第二時(shí)鐘信號(hào)的第二輸出。第一時(shí)鐘信號(hào)和第二時(shí)鐘信號(hào)使電荷通過(guò)電壓發(fā)生器在電荷源與電路節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)移。在另一種形式中，電壓發(fā)生器具有耦接于電荷源與電路節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管，每個(gè)晶體管具有源極、漏極和控制電極。充電/放電電路與該多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管各自的控制電極耦接。充電/放電電路響應(yīng)于控制信號(hào)而選擇性地將該多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管的每個(gè)控制電極連接至對(duì)應(yīng)的漏極或?qū)?yīng)的源極，用于確定通過(guò)電壓發(fā)生器的電流流向。在另一種形式中，本發(fā)明提供了具有電路節(jié)點(diǎn)以及與該電路節(jié)點(diǎn)耦接的電荷泵的電壓電路。第一電荷泵提供待存儲(chǔ)于電路節(jié)點(diǎn)之上的電荷。第一電荷泵沿第一方向傳導(dǎo)電流以將電路節(jié)點(diǎn)充電到第一預(yù)定電壓以便在第一時(shí)間段期間用于第一預(yù)定功能中。將多位置開(kāi)關(guān)耦接至電路節(jié)點(diǎn)。用于實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的電路與該多位置開(kāi)關(guān)耦接。該電路接收來(lái)自電路節(jié)點(diǎn)的一部分電荷，以便由該電路在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用。該多位置開(kāi)關(guān)使電路節(jié)點(diǎn)在電路接收到來(lái)自電路節(jié)點(diǎn)的那部分電荷之后放電至第二預(yù)定電壓。在另一種形式中，電荷泵傳導(dǎo)電流以在第一時(shí)間段期間對(duì)電路節(jié)點(diǎn)充電至第一預(yù)定電壓。多位置開(kāi)關(guān)從電路節(jié)點(diǎn)上移除那部分電荷，以由電路在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用，而不是將該第一預(yù)定電壓釋放到地線，以達(dá)最小的功率損耗。在另一種形式中，多位置開(kāi)關(guān)還具有與電路耦接的用于實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能的第一端子，電浮置的第二端子，以及與參考電壓端子耦接的第三端子。在又一種形式中，用于實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的電路是具有用于接收來(lái)自電路節(jié)點(diǎn)的那部分電荷以便重用的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的邏輯電路。在又一種形式中，第一預(yù)定電壓是具有在第一預(yù)定電壓與地參考電壓中間的電壓大小的中間電壓。雖然本發(fā)明針對(duì)具體導(dǎo)電類型或電位極性來(lái)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)至IJ，導(dǎo)電類型和電位極性可以反轉(zhuǎn)。而且，在說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的諸如“前面”、“后面”、 “頂部”、“底部”、“上方”、“下方”之類的詞語(yǔ)，如果有，僅出于說(shuō)明性的目的而使用，而并不一定用于描述永久的相對(duì)位置。應(yīng)當(dāng)理解，這樣使用的詞語(yǔ)在適當(dāng)?shù)那闆r下是可互換的，使得在此所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，例如，能夠以與在此所示出的或另外描述的那些取向不同的取向來(lái)操作。雖然本發(fā)明在此針對(duì)具體的實(shí)施例來(lái)描述，但是在不脫離權(quán)利要求書所闡明的本發(fā)明的范圍的情況下能夠進(jìn)行各種修改和變更。例如，用于存儲(chǔ)電荷的電路節(jié)點(diǎn)可以用不同類型的晶體管存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元電路以及各種類型的存儲(chǔ)器，例如閃存(Flash)、DRAM、 SRAM和MRAM(磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的各種邏輯電路或邏輯門可以被實(shí)現(xiàn)以執(zhí)行電路108和電路116的所述功能。開(kāi)關(guān)106和開(kāi)關(guān)113可以用各種不同的開(kāi)關(guān)電路(包括但不限于任何類型的使用晶體管的開(kāi)關(guān))來(lái)實(shí)現(xiàn)。在電壓電路109中， 所示出的電荷泵中的全部或某些可以用相同的分時(shí)的電荷泵電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，本說(shuō)明書和附圖應(yīng)當(dāng)看作是說(shuō)明性的，而不是限制性的，并且所有此類修改意欲包含于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在此針對(duì)具體實(shí)施例所描述的任何好處、優(yōu)點(diǎn)或問(wèn)題的解決方案不應(yīng)看作是任一或全部權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必要的或必不可少的特征或元素。在此所使用的詞語(yǔ)“一 (a) ”或“一個(gè)(an) ”被限定為一個(gè)或多個(gè)。此外，在權(quán)利要求書中的諸如“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”之類的引入性短語(yǔ)不應(yīng)視為暗示另一要求權(quán)利的元素由不定冠詞“一(a)”或“一個(gè)(an)”的引入將含有該引入的要求權(quán)利的元素的任何特定權(quán)利要求限制于僅含有一個(gè)這樣的元素的發(fā)明，即使在同一權(quán)利要求包括引入性短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”以及諸如“一(a)”或“一個(gè)(an)”的不定冠詞時(shí)。這對(duì)于定冠詞的使用同樣如此。除非另外說(shuō)明，否則諸如“第一”和“第二”之類的詞語(yǔ)用來(lái)任意區(qū)分此類詞語(yǔ)所描述的元素。因而，這些詞語(yǔ)并不一定旨在指示此類元素的時(shí)間先后或其他優(yōu)先次序。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括將電路節(jié)點(diǎn)充電至第一預(yù)定電壓；在第一時(shí)間段期間將充電于所述電路節(jié)點(diǎn)之上的所述第一預(yù)定電壓用于第一預(yù)定功能；將電荷的一部分從所述電路節(jié)點(diǎn)移除到與所述電路節(jié)點(diǎn)耦接的電路；以及在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用所述電荷的所述一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括 經(jīng)由電荷泵電路對(duì)所述電路節(jié)點(diǎn)充電；以及通過(guò)經(jīng)由所述電荷泵電路將所述電路節(jié)點(diǎn)耦接至電荷源來(lái)移除所述電荷的所述一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括配置所述電荷泵電路以對(duì)所述電路節(jié)點(diǎn)充電，并且通過(guò)使用多個(gè)串聯(lián)耦接的可配置二極管型晶體管來(lái)移除所述電荷的所述一部分，所述多個(gè)串聯(lián)耦接的可配置二極管型晶體管在對(duì)所述電路節(jié)點(diǎn)充電時(shí)被配置用于沿第一方向傳導(dǎo)電流，并且在移除所述電荷的所述一部分時(shí)被配置用于沿與所述第一方向相反的第二方向傳導(dǎo)電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過(guò)初始地從所述電路節(jié)點(diǎn)移除少于全部的所述電荷來(lái)將所述電荷的所述一部分從所述電路節(jié)點(diǎn)移除；將所述少于全部的所述電荷耦合至與所述電路節(jié)點(diǎn)耦接的電路，以便由所述電路重用；以及隨后將所述電荷的剩余部分從所述電路節(jié)點(diǎn)移除以將所述電路節(jié)點(diǎn)放電至第二預(yù)定電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括 將多位置開(kāi)關(guān)耦接至所述電路節(jié)點(diǎn)；以及將所述電路耦接至所述開(kāi)關(guān)，用于經(jīng)由所述多位置開(kāi)關(guān)選擇性地接收從所述電路節(jié)點(diǎn)移除的所述電荷的所述一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括 提供電荷源作為所述電路；以及經(jīng)由包括串聯(lián)連接的可配置二極管型晶體管的雙向電荷泵將所述電荷源耦接至所述電路節(jié)點(diǎn)，所述雙向電荷泵基于在所述電荷泵中的電荷運(yùn)動(dòng)的期望方向來(lái)配置所述可配置二極管型晶體管的電流方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括 檢測(cè)在所述電路節(jié)點(diǎn)處的電壓值；通過(guò)將所檢測(cè)到的電壓與所述第一預(yù)定電壓的值進(jìn)行比較并且確定在所述電路節(jié)點(diǎn)處的所述電壓值需要增大，而響應(yīng)于所述檢測(cè)選擇性地啟用時(shí)鐘振蕩器； 使用所述時(shí)鐘振蕩器來(lái)操作電荷泵電路；以及經(jīng)由所述電荷泵電路對(duì)所述電路節(jié)點(diǎn)充電。
8.一種電壓電路，包括 電路節(jié)點(diǎn)；用于提供待存儲(chǔ)于所述電路節(jié)點(diǎn)上的電荷的電荷源；以及耦接于所述電路節(jié)點(diǎn)與所述電荷源之間的電壓發(fā)生器，所述電壓發(fā)生器沿第一方向傳導(dǎo)電流以將第一預(yù)定電壓充電于所述電路節(jié)點(diǎn)之上，以在第一時(shí)間段期間用于第一預(yù)定功能中，所述電壓發(fā)生器通過(guò)沿與所述第一方向相反的第二方向傳導(dǎo)電流來(lái)將所述電荷的一部分從所述電路節(jié)點(diǎn)中移除，并且將所述電荷的所述一部分耦合至所述電荷源以由所述電荷源在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用，由于不將所述電荷的所述一部分放電到地而具有最小功率損耗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓電路，還包括控制電路，與所述電壓發(fā)生器耦接，用于提供指示所述電路節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)充電還是放電的控制信號(hào)；電壓檢測(cè)器，與所述電路節(jié)點(diǎn)和所述控制電路耦接，用于響應(yīng)于所述控制信號(hào)而將所述電路節(jié)點(diǎn)處的電壓與所述第一預(yù)定電壓或第二預(yù)定電壓進(jìn)行比較，所述電壓檢測(cè)器提供時(shí)鐘使能信號(hào)；以及時(shí)鐘電路，與所述電壓發(fā)生器和所述電壓檢測(cè)器耦接，用于響應(yīng)于所述時(shí)鐘使能信號(hào)而提供一個(gè)或更多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，所述一個(gè)或更多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)使電荷通過(guò)所述電壓發(fā)生器在所述電荷源與所述電路節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)移。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電路，其中所述電壓發(fā)生器響應(yīng)于所述控制信號(hào)而開(kāi)關(guān)可配置二極管型晶體管，以使電流僅沿一個(gè)方向流過(guò)所述電壓發(fā)生器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓電路，其中所述電壓發(fā)生器還包括耦接于所述電荷源與所述電路節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管，每個(gè)所述晶體管具有源極、漏極和控制電極；以及與所述多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管中的每一個(gè)的所述控制電極耦接的充電/放電開(kāi)關(guān)，所述充電/放電開(kāi)關(guān)響應(yīng)于所述控制信號(hào)選擇性地將所述控制電極連接至所述多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管中的每一個(gè)的對(duì)應(yīng)漏極或?qū)?yīng)源極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電壓電路，其中所述電壓發(fā)生器還包括電壓電平移位電路，與所述電路節(jié)點(diǎn)耦接，并且具有用于接收所述控制信號(hào)的輸入端、 以及與所述充電/放電開(kāi)關(guān)耦接的用于配置所述充電/放電開(kāi)關(guān)以對(duì)所述電路節(jié)點(diǎn)充電或者使所述電路節(jié)點(diǎn)放電的輸出端。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電壓電路，其中所述充電/放電開(kāi)關(guān)還包括多對(duì)互補(bǔ)導(dǎo)電晶體管，所述多對(duì)互補(bǔ)導(dǎo)電晶體管中的每一對(duì)串聯(lián)耦接并且與所述多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管中對(duì)應(yīng)的一個(gè)晶體管的源極和漏極耦接，且與其控制電極耦接于所述多對(duì)互補(bǔ)導(dǎo)電晶體管中的所述每一對(duì)之間的公共連接處，其中每一對(duì)中只有一個(gè)晶體管導(dǎo)通以將所述多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管中的所述對(duì)應(yīng)的一個(gè)晶體管置為二極管結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓電路，還包括控制電路，與所述電壓發(fā)生器耦接，用于提供指示所述電路節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)充電還是放電的控制信號(hào)；電壓檢測(cè)器，與所述電路節(jié)點(diǎn)和所述控制電路耦接，用于響應(yīng)于所述控制信號(hào)而將所述電路節(jié)點(diǎn)處的電壓與所述第一預(yù)定電壓或第二預(yù)定電壓進(jìn)行比較，所述電壓檢測(cè)器提供時(shí)鐘使能信號(hào)；時(shí)鐘振蕩器，具有與所述電壓檢測(cè)器耦接的用于接收所述時(shí)鐘使能信號(hào)的輸入端，并且具有用于響應(yīng)于所述時(shí)鐘使能信號(hào)而提供振蕩時(shí)鐘的輸出端；以及時(shí)鐘發(fā)生器，具有與所述時(shí)鐘振蕩器的所述輸出端耦接的輸入端，與所述電壓發(fā)生器耦接的用于提供第一時(shí)鐘信號(hào)的第一輸出端，以及與所述電壓檢測(cè)器耦接的用于提供第二時(shí)鐘信號(hào)的第二輸出端，所述第一時(shí)鐘信號(hào)和所述第二時(shí)鐘信號(hào)使電荷通過(guò)所述電壓發(fā)生器在所述電荷源與所述電路節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)移。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電壓電路，其中所述電壓發(fā)生器還包括耦接于所述電荷源與所述電路節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管，每個(gè)晶體管具有源極、漏極和控制電極；以及與所述多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管中的每一個(gè)的所述控制電極耦接的充電/放電電路，所述充電/放電電路響應(yīng)于所述控制信號(hào)而選擇性地將所述多個(gè)串聯(lián)耦接的晶體管的每個(gè)控制電極連接至對(duì)應(yīng)的漏極或?qū)?yīng)的源極，以確定通過(guò)所述電壓發(fā)生器的電流流向。
16.一種電壓電路，包括電路節(jié)點(diǎn)；與所述電路節(jié)點(diǎn)耦接的用于提供待存儲(chǔ)于所述電路節(jié)點(diǎn)之上的電荷的電荷泵，所述電荷泵在所述電路節(jié)點(diǎn)上充電到第一預(yù)定電壓以便在第一時(shí)間段期間用于第一預(yù)定功能中；與所述電路節(jié)點(diǎn)耦接的多位置開(kāi)關(guān)；以及與所述多位置開(kāi)關(guān)耦接的用于實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的電路，所述電路接收來(lái)自所述電路節(jié)點(diǎn)的電荷的一部分，以便由所述電路在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用；所述多位置開(kāi)關(guān)在所述電路從所述電路節(jié)點(diǎn)接收到所述電荷的所述一部分之后使所述電路節(jié)點(diǎn)放電至第二預(yù)定電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電壓電路，其中所述電荷泵傳導(dǎo)電流以在第一時(shí)間段期間將所述電路節(jié)點(diǎn)充電至所述第一預(yù)定電壓，所述多位置開(kāi)關(guān)從所述電路節(jié)點(diǎn)上移除所述電荷的所述一部分，以由所述電路在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用，由于不將所述第一預(yù)定電壓放電到地而具有最小功率損耗。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電壓電路，其中所述多位置開(kāi)關(guān)還包括與所述電路耦接的用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)定功能的第一端子、電浮置的第二端子、以及與參考電壓端子耦接的第三端子。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電壓電路，其中用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)定功能的所述電路包括邏輯電路，所述邏輯電路具有用于接收來(lái)自所述電路節(jié)點(diǎn)的所述電荷的所述一部分以便重用的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電壓電路，其中所述第一預(yù)定電壓是具有在所述第一預(yù)定電壓與接地參考點(diǎn)中間的電壓大小的中間電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了將電路節(jié)點(diǎn)(14)充電至第一預(yù)定電壓的電壓電路(10)和方法。被充電于電路節(jié)點(diǎn)(14)之上的第一預(yù)定電壓在第一時(shí)間段期間被用于第一預(yù)定功能。一部分電荷由電路節(jié)點(diǎn)(14)移除到與該電路節(jié)點(diǎn)耦接的電路(21、108或116)。該部分電荷在第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間重用。在一種形式中，電壓發(fā)生器(12)具有可配置二極管型晶體管(42-47)，用于根據(jù)電路節(jié)點(diǎn)(14)究竟是被充電還是被放電而只沿著一個(gè)方向來(lái)傳遞電流。在另一種形式中，開(kāi)關(guān)(106)為了電荷重用而與在參考端子與另一電路(108)之間的電路節(jié)點(diǎn)耦接。電荷重用使提高的功耗節(jié)省成為可能。
文檔編號(hào)G11C5/14GK102460581SQ201080025282
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者P·H·派雷 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司