專利名稱：用于快閃存儲器陣列的基于dac的調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電荷泵電路。具體來說，本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的調(diào)壓器系統(tǒng)，其可調(diào)節(jié)非易失性存儲器中的電荷泵電路的輸出，以供應(yīng)存儲器電路中所利用的各種電壓。
背景技術(shù)：
非易失性存儲器需要可應(yīng)用到耦合到存儲器單元晶體管的柵極的字線的寬廣范圍的電壓。復(fù)數(shù)個調(diào)壓器向裝置的各項操作提供了不同的適當?shù)碾妷?。各調(diào)壓器的輸出電壓固定，并且無法改變調(diào)壓器裝置的輸出電壓。
非易失性存儲器需要至少一個調(diào)壓器，其向存儲器單元柵極供應(yīng)電壓以驗證編程單元和擦除單元；及一調(diào)壓器，其向存儲器單元柵極供應(yīng)編程電壓以對存儲器單元進行編程。在某些非易失性存儲器裝置中，單元的可靠性需要編程電壓不恒定，而是需要電壓勻變。為實現(xiàn)此目的，需要額外添加模擬電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種基于DAC的調(diào)壓器，其向非易失性存儲器裝置供應(yīng)必需的經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓。電壓調(diào)節(jié)是基于在一參考電流與一來自電荷泵電路的高壓輸出的電流信號之間的電流比較來進行的。向DAC提供N比特將產(chǎn)生從虛地汲取的2N個參考電流水平。向電流轉(zhuǎn)換器施加的電壓產(chǎn)生了來自供應(yīng)至虛地的電荷泵的高壓輸出的電流信號。來自虛地中的比較的電流誤差信號放大，并且電壓由跨導(dǎo)放大器來轉(zhuǎn)換。第二放大器接收來自跨導(dǎo)放大器的輸出信號并且輸出CMOS相容電壓水平，啟用電荷泵或使其放電來獲得所選擇的輸出電壓值。因此電荷泵可以根據(jù)傳送到DAC的輸入而調(diào)節(jié)到2N個值中的一個。
本發(fā)明的調(diào)壓器能夠供應(yīng)寬廣范圍的輸出電壓以使非易失性存儲器裝置中的字線偏壓。提供N個輸入信號以選擇用于非易失性存儲器的各項操作的適當?shù)妮敵鲭妷?。因為此項特征，通過提供勻變電壓值系列可易于產(chǎn)生電壓勻變。


圖1為包括本發(fā)明的基于DAC的調(diào)壓器的電荷泵系統(tǒng)10的方塊圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的示意性的基于DAC的調(diào)壓器的示意圖。
圖3為可用作圖2的電流源的電路的示意性實施例的詳盡示意圖。
具體實施例方式
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到本發(fā)明的以下描述僅為說明性的而不進行任何方式的限制。本發(fā)明的其它實施例對享有本揭示的利益的所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見。調(diào)壓是基于在參考電流與來自電荷泵電路的高壓輸出所獲得的電流信號之間的電流比較。向DAC提供N比特將產(chǎn)生從虛地汲取的2N個參考電流水平。施加到電流轉(zhuǎn)換器的電壓從應(yīng)用到虛地的電荷泵的高壓輸出產(chǎn)生電流信號。來自虛地中的比較的電流誤差信號放大，并且電壓由跨導(dǎo)放大器轉(zhuǎn)換。第二放大器接收來自跨導(dǎo)放大器的輸出信號并且輸出CMOS相容電壓水平，以啟用電荷泵或使其放電來獲得所選擇的輸出電壓值。因此電荷泵可以根據(jù)傳送到DAC的輸入調(diào)節(jié)到2N個值中的一個。
首先參考圖1，其呈現(xiàn)了包括本發(fā)明的基于DAC的調(diào)壓器的電荷泵系統(tǒng)10的方塊圖?；贒AC的調(diào)壓器12在總線14接收一N比特的數(shù)字輸入?；贒AC的調(diào)壓器12向電荷泵16供應(yīng)信號，以啟用電荷泵16或使其放電來調(diào)節(jié)其輸出節(jié)點18處的高壓輸出。
現(xiàn)參考圖2，其展示了本發(fā)明的基于DAC的調(diào)節(jié)器的簡化示意圖。電荷泵的高壓輸出節(jié)點(在參考數(shù)字20展示)通過電阻24和P溝道MOS晶體管26耦合到虛地22。P溝道MOS晶體管26由放大器28的輸出驅(qū)動。放大器28使其反相輸入耦合到電阻24與P溝道MOS晶體管26的源極之間的連接，并使其非反相輸入耦合到參考電壓Vref1。隨其N個輸入線的狀態(tài)而變，電流源30能夠產(chǎn)生2N個參考電流水平并耦合到包含P溝道MOS晶體管26的漏極與跨導(dǎo)放大器32的反相輸入的電路節(jié)點。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解到此電路節(jié)點位于虛地處?？鐚?dǎo)放大器32的非反相輸入耦合到參考電壓Vref2。電阻34設(shè)定跨導(dǎo)放大器32的增益?？鐚?dǎo)放大器32驅(qū)動跨導(dǎo)放大器36的非反相輸入?？鐚?dǎo)放大器36的反相輸入耦合到參考電壓Vref2。
電阻24、放大器28以及P溝道MOS晶體管26產(chǎn)生了一電流信號，其為電荷泵的高壓輸出節(jié)點20處的電壓的函數(shù)。此電流信號與來自電流源30的參考電流信號進行比較。正如本文將要更充分揭示的，參考電流可以設(shè)定為2N個水平中的一個。
由虛地中的比較所產(chǎn)生的電流誤差信號放大，并在跨導(dǎo)放大器32中轉(zhuǎn)換為電壓。第二放大器36產(chǎn)生了CMOS相容輸出水平來啟用電荷泵或使其放電。
現(xiàn)參考圖3，其中詳盡地展示了圖2的電流源30。從電阻40和P溝道MOS晶體管44獲取參考電流，電阻40由放大器42控制偏壓恒定電壓降Vref1。P溝道MOS晶體管46和N溝道MOS晶體管48及50通過P溝道MOS晶體管44將電流鏡像。確定N溝道MOS晶體管52、54、56、58、60以及62的規(guī)格以使電流乘以2的權(quán)重；確定晶體管52以1x；確定晶體管54的規(guī)格，以2x；確定晶體管56的規(guī)格，以4x；確定晶體管58的規(guī)格，以8x；確定晶體管60的規(guī)格，以(2N)x。確定晶體管62的規(guī)格使其最小以將電流源偏壓至最小的電流值。分別通過晶體管64、66、68、70、72以及74來切換通過晶體管52、54、56、58、60以及62的電流路徑。晶體管64、66、68、70以及72使其柵極分別由N個輸入控制線中的一個驅(qū)動。晶體管74為當所有N個輸入線處于邏輯零時通過二極管連接產(chǎn)生最小電流。
來自電荷泵30的高壓輸出節(jié)點20(圖2)是由放大器28通過使其反饋環(huán)以Vref1偏壓而產(chǎn)生的。高壓輸出的值可表示為HVOUT＝(n+1)(R24/R40)*Vref1+Vref1。
如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解的，所述調(diào)節(jié)為所述電阻比例的函數(shù)而不是絕對值。
盡管已經(jīng)展示以及描述了本發(fā)明的實施例及應(yīng)用，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)很清楚在不偏離本文的發(fā)明概念的情況下可進行比所提到的多得多的修改。因此除隨附權(quán)利要求書外不應(yīng)對本發(fā)明進行限制。
權(quán)利要求
1.一種集成調(diào)壓器系統(tǒng)，其包含.一電荷泵電路，具有一允許輸入及一電壓輸出節(jié)點；N個數(shù)字輸入；一耦合到所述電荷泵的允許輸入的控制電路，所述控制電路包括一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，其耦合到所述N個數(shù)字輸入并配置為驅(qū)動所述電荷泵的所述允許輸入以在所述電荷泵電路的所述電壓輸出節(jié)點處形成一電壓，此為一應(yīng)用于所述N個數(shù)字輸入的數(shù)碼字的一單一功能。
2.如權(quán)利要求1所述的集成調(diào)壓器系統(tǒng)，其與一非易失性存儲器電路組合。
3.一種集成調(diào)壓器系統(tǒng)，其包含一電荷泵電路，其具有一允許輸入及一電壓輸出節(jié)點；一調(diào)節(jié)器電路，其具有用于產(chǎn)生2N個值中的任一個的一調(diào)節(jié)器輸出電壓的N個數(shù)字輸入；和一比較器，其使輸入經(jīng)耦合以將一在所述電荷泵的所述電壓輸出節(jié)點的電壓與所述調(diào)節(jié)器輸出電壓進行比較，并使一輸出耦合到所述電荷泵電路的所述允許輸入。
4.如權(quán)利要求3所述的集成調(diào)壓器，其與一非易失性存儲器電路組合。
5.一種基于DAC的集成調(diào)壓器系統(tǒng)，其包含一電荷泵電路，其具有一允許輸入及一電壓輸出節(jié)點；一虛地節(jié)點；N個數(shù)字輸入；一電壓/電流轉(zhuǎn)換器，其具有一耦合到所述電壓輸出節(jié)點的輸入與一耦合到所述虛地節(jié)點的輸出；一電流源，其耦合到所述虛地節(jié)點，所述電流源響應(yīng)所述N個數(shù)字輸入的狀態(tài)信號汲取復(fù)數(shù)個電流中的一個；一跨導(dǎo)放大器，其具有一在所述虛地節(jié)點處的反相輸入、一耦合到一參考電勢的非反相輸入和一輸出；和一比較器，其具有一第一輸入，其耦合到所述跨導(dǎo)放大器的所述輸出；一第二輸入，其耦合到一參考電勢；一輸出，其耦合到所述電荷泵的所述允許輸入。
6.如權(quán)利要求5所述的集成調(diào)壓器，其與一非易失性存儲器電流組合。
7.如權(quán)利要求5所述的基于DAC的調(diào)壓器系統(tǒng)，其中所述電流源包含一參考電壓源；一放大器，其具有一耦合到所述參考電壓源的反相輸入、一非反相輸入和一輸出；一第一p溝道MOS晶體管，其具有一耦合到一電勢的源極、一耦合到所述放大器的所述非反相輸入的漏極和一耦合到所述放大器的所述輸出的柵極；一第二p溝道MOS晶體管，其具有一耦合到所述電勢的源極、一漏極和一耦合到所述放大器的所述輸出的柵極；一第一n溝道MOS晶體管，其具有一漏極、和一耦合到所述第二p溝道MOS晶體管的所述漏極的柵極和一源極；一第二n溝道MOS晶體管，其具有一耦合到所述第一n溝道MOS晶體管的所述電源的漏極、一耦合到所述電勢的柵極和一耦合到地面的源極；一電流汲取節(jié)點；一耦合在所述電流汲取節(jié)點與接地電勢之間的偏壓電路，所述偏壓電路包括一最小尺寸的n溝道MOS偏壓晶體管，其具有一耦合到所述電流汲取節(jié)點的漏極、一耦合到所述第一n溝道MOS晶體管柵極的柵極和一通過一二極管連接的n溝道MOS晶體管耦合到接地電勢的源極；和N個數(shù)字輸入級，每一數(shù)字輸入級耦合在所述電流汲取節(jié)點與接地電勢之間并包括一使一漏極耦合到所述電流汲取節(jié)點的第一輸入級n溝道MOS晶體管、一耦合到所述第一n溝道MOS晶體管的所述柵極的柵極和一通過一第二輸入級n溝道MOS晶體管耦合到接地電勢的源極，所述第二輸入級n溝道MOS晶體管具有一耦合到所述N個數(shù)字輸入中的一個的柵極。
8.如權(quán)利要求5所述的基于DAC的調(diào)壓器系統(tǒng)，其中所述調(diào)節(jié)器包含；一電流源；一跨導(dǎo)放大器，其具有一耦合到所述電荷泵電路的所述電壓輸出節(jié)點的反相輸入，一耦合到一第一參考電壓的非反相輸入和一輸出；一P溝道晶體管，其具有一耦合到所述跨導(dǎo)放大器的所述反相輸入的源極，一耦合到所述電流源的漏極，和一耦合到所述跨導(dǎo)放大器的所述輸出的柵極；一比較器，其具有一其耦合到一第二參考電壓的非反相輸入，一其耦合到所述P溝道MOS晶體管的所述漏極的反相輸入，和一耦合到所述電荷泵電路的所述允許輸入的輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于非易失性存儲器裝置的基于DAC的調(diào)壓器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含一具有一允許輸入和一電壓輸出節(jié)點的電荷泵電路。電壓－電流轉(zhuǎn)換器具有一耦合到電壓輸出節(jié)點的輸入和一耦合到一虛地節(jié)點的輸出。電流源耦合到虛地節(jié)點并且響應(yīng)復(fù)數(shù)個數(shù)字輸入信號的狀態(tài)汲取復(fù)數(shù)個電流中的一個?？鐚?dǎo)放大器具有一位于虛地節(jié)點處的反相輸入，一耦合到參考電勢的非反相輸入，和一輸出。比較器具有一耦合到跨導(dǎo)放大器的輸出的第一輸入，一耦合到參考電勢的第二輸入，和一耦合到所述電荷泵的允許輸入的輸出。
文檔編號H03M1/66GK1689233SQ03821370
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者美斯米力亞諾·弗力歐, 思帶菲諾·希為落, 賽謀·八斗李, 賽比安·莽諾尼 申請人:艾梅爾公司