一種電荷泵電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實施例涉及電路技術(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)用越來越廣泛。
[0003]電荷栗的基本工作原理是通過電容對電荷的積累效應(yīng)而抬升電荷栗的輸出電壓。由于漏電流的存在，電荷栗需要檢測電路對輸出電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)輸出電壓低于目標(biāo)電壓時電荷栗開始工作，將輸出電壓抬升到目標(biāo)電壓。每對輸出電壓檢測一次都會從輸出電壓端抽取電流，如果頻繁地對輸出電壓進(jìn)行檢測就會造成很大功耗的浪費，但是如果每隔很長時間才對輸出電壓進(jìn)行檢測一次，輸出電壓就會偏離目標(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，需要對檢測電路的檢測頻率進(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。
[0006]本發(fā)明實施例提供一種電荷栗電路，包括:輸出電壓監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測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到電壓檢測模塊；電壓檢測模塊，用于在所述脈沖信號的控制下對電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測，并輸出使能信號到電荷栗模塊，啟動電荷栗開始工作；電荷栗模塊，在所述使能信號的控制下輸出目標(biāo)電壓；刷新頻率控制開關(guān)，用于每次刷新時設(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)型振蕩器和一計數(shù)器，所述環(huán)型振蕩器與所述計數(shù)器通過一反相器相連；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，通過一反相器與所述計數(shù)器相連。
[0011]本發(fā)明實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)測模塊通過電容對輸出電壓進(jìn)行實時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整脈沖發(fā)生器的脈沖頻率，進(jìn)而對電壓檢測模塊的檢測頻率進(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。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種電荷栗電路框圖；
[0013]圖2是本發(fā)明實施例一提供的參考電壓PBIAS和輸出電壓Vout以及對應(yīng)的脈沖信號RF_EN和PUMP_EN的波形變化圖；
[0014]圖3是本發(fā)明實施例二提供的脈沖發(fā)生器的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，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]實施例一
[0017]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種電荷栗電路框圖，本實施例適用于低功耗的集成電路中。本實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)測模塊110，用于實時監(jiān)測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到電壓檢測模塊；電壓檢測模塊130，用于在所述脈沖信號的控制下對電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測，并輸出使能信號到電荷栗模塊，啟動電荷栗開始工作；電荷栗模塊140，在所述使能信號的控制下輸出目標(biāo)電壓；刷新頻率控制開關(guān)150，用于每次刷新時設(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)，另一方面通過電容對輸出電壓進(jìn)行監(jiān)測不會造成電荷的流失。
[0020]所述電荷栗的具體工作過程為: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)生一個脈沖信號RF_EN到電壓檢測電路，啟動電壓檢測電路對電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測一次，同時電壓檢測電路每隔t0發(fā)出一個使能信號PUMP_EN到所述電荷栗電路，啟動電荷栗工作，將輸出電壓抬升至目標(biāo)電壓。對應(yīng)的脈沖發(fā)生器的初始參考電壓為PBIAS0，每次刷新時將開關(guān)KM閉合，將PBIASO傳到PBIAS上，完成本次刷新后，開關(guān)打開，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，啟動電荷栗工作的使能信號PUMP_EN頻率越快，從而避免了輸出電壓Vout偏離目標(biāo)電壓過大，實現(xiàn)了檢測頻率刷新自調(diào)整。圖2給出了參考電壓PBIAS和輸出電壓Vout以及對應(yīng)的脈沖信號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PUMP_EN的脈寬。
[0021]需要說明的是，脈沖發(fā)生器的初始參考電壓PBIASO根據(jù)實際需要自行設(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，所述漏電流無法消除，所以會導(dǎo)致電荷栗輸出電壓偏離目標(biāo)電壓。
[0022]本實施例的技術(shù)方案為，輸出電壓監(jiān)測模塊通過電容對輸出電壓進(jìn)行實時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整脈沖發(fā)生器的脈沖頻率，進(jìn)而對電壓檢測模塊的檢測頻率進(jìn)行刷新自調(diào)整，在保證輸出電壓穩(wěn)定的