專利名稱：用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵。
背景技術：
EEPROM和Flash EEPROM電路中需要設計內置電荷泵生成大于10V的高壓，用于發(fā)生F-N或雪崩效應。為保證EEPROM的品質要求(10年保持時間，100K次擦寫壽命)需要對電荷泵的升壓值進行精確控制。
現有技術中電荷泵輸出電壓控制方法有兩種，一是利用二極管反向擊穿電壓控制，二是利用基準源倍壓反饋控制。前者的電路結構簡單，但是由于反向擊穿電壓具有正的溫度系數，當電荷泵工作在寬溫度范圍時造成電壓隨溫度變化大，從而影響了電壓控制精度。后者利用基準源電路，控制精度較好，但是使電路面積增大。此外采用簡單反向二極管擊穿形式的電荷泵由于沒有反饋結構，功耗不受控制，隨電源電壓，溫度的變化大，不能滿足低功耗電路的要求。
發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題是提供一種用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵，可有效減小電荷泵的溫度系數和功耗，并且使Charge Pump的版圖面積縮小，降低成本。
為解決上述技術問題，本發(fā)明用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵，用一個正向二極管、一個反向二極管與一個MOS晶體管串聯后串接在電荷泵的輸出端。利用二極管反向擊穿電壓的正溫度系數，結合二極管正向導通電壓和MOS晶體管開啟電壓的負溫度系數進行溫度補償。
所述MOS晶體管通過鏡像結構與基準電流源電流進行比較，比較輸出電壓用于控制電荷泵的工作電壓。利用這一負反饋結構限制擊穿電流，從而控制功耗。
本發(fā)明可使Charge Pump的版圖面積縮小50％，有效降低了成本。
附圖是用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵結構圖。
具體實施例方式
如圖所示，本發(fā)明用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵，包括二極管D1、D2、普通MOS晶體管MN1，所述反向二極管D1、正向二極管D2與MOS晶體管MN1串聯后串接在電荷泵的輸出端MOS晶體管MN4與地線之間。
針對反向擊穿溫度系數大的缺點，本發(fā)明采用反向二極管D1，正向二極管D2和普通MOS晶體管MN1的串聯形式，利用二極管D1反向擊穿電壓VB的正溫度系數(二極管D1P擴散層→N阱)結合二極管D2正向導通電壓VF(二極管D2P擴散層→N阱)和MOS晶體管MN1開啟電壓VT(N-channel MN1)的負溫度系數進行溫度補償。在工作電流較小且只考慮一階溫度系數時有以下近似關系
Vpp＝VD+VF+VT (1)∂Vpp∂T=∂VD∂T+∂VF∂T+∂VT∂T---(2)]]>實際設計結果，一階溫度系數達到100ppm的水平。從而解決了電荷泵輸出電壓隨溫度變化大的問題。同時由于采用了二極管結構電路面積較小，因而降低了生產成本。
所述MOS晶體管MN1通過鏡像結構與通過MOS晶體管MP1的基準電流源電流進行比較，比較輸出電壓用于控制電荷泵的工作電壓。
針對反向擊穿形式電荷泵電路功耗較大的缺點，本發(fā)明采用電流反饋控制的方式有效的控制了功耗。當串聯電路中的反向二極管D1未被擊穿時，MOS晶體管MN1中無電流流過，與通過MOS晶體管MP1的基準電流比較，輸出電壓使MOS晶體管MN3(Native NMOS)充分導通，從而電荷泵工作電壓為最高。隨著二極管D1被反向擊穿，MOS晶體管MN1電流逐步增加，鏡像MOS晶體管MN2與基準電流源MOS晶體管MP1電流比較的結果使MOS晶體管MN3管導通減弱，電荷泵工作電壓被不斷降低，直至MOS晶體管MN1管電流達到設定值，電荷泵進入穩(wěn)定狀態(tài)，此時MOS晶體管MN1，MN2電流和電荷泵工作電壓達到穩(wěn)定值。由于MOS晶體管MN1管流過的電流可以通過基準電流源設定為數uA，因此電荷泵的功耗可以控制得較小。由于電流源要求精度相對較低，其版圖面積可以節(jié)省。如果同時使用電流源形式的振蕩電路為電荷泵提供時鐘，電流源可以共用。
權利要求
1.一種用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵，其特征在于用一個正向二極管、一個反向二極管與一個MOS晶體管串聯后串接在電荷泵的輸出端。
2.如權利要求1所述的用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵，其特征在于所述MOS晶體管通過鏡像結構與基準電流源電流進行比較，比較輸出電壓控制電荷泵的工作電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于非揮發(fā)性存儲器電路的電荷泵，用一個正向二極管、一個反向二極管與一個MOS晶體管串聯后串接在電荷泵的輸出端。所述MOS晶體管通過鏡像結構與基準電流源電流進行比較，比較輸出電壓用于控制電荷泵的工作電壓。本發(fā)明可有效減小電荷泵的溫度系數和功耗，并且使Charge Pump的版圖面積縮小，降低成本。
文檔編號G11C16/30GK1627448SQ200310109229
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權日2003年12月10日
發(fā)明者王楠 申請人:上海華虹Nec電子有限公司