電荷泵以及存儲(chǔ)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種電荷泵，用于向用電器提供第一電壓以及第二電壓，該電荷泵包括：n組子電荷泵，每組所述子電荷泵包括多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，每一電荷泵單元包括電荷泵單元輸入端、電荷泵單元輸出端以及參考時(shí)鐘端，在每組所述子電荷泵中，除第一級(jí)電荷泵單元外的每一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸入端皆與前一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸出端相連。本發(fā)明還揭示了一種包括所述的電荷泵的存儲(chǔ)器。當(dāng)所述電荷泵提供所述第二電壓時(shí)，n組所述子電荷泵相互并聯(lián)，n組子電荷泵具有分流作用，使得流經(jīng)每組子電荷泵上的電流降低，從而降低了所述電荷泵單元上的電流，減少了每級(jí)所述電荷泵單元上的分壓，提高所述電荷泵的效率。
【專利說明】電荷泵以及存儲(chǔ)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電荷泵以及存儲(chǔ)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路系統(tǒng)中，往往有很多用于特定操作的電路需要使用高于電源電壓的直流電壓。比如在閃速存儲(chǔ)器中，必須產(chǎn)生一個(gè)較高的電壓來用于數(shù)據(jù)編程和擦除。閃速存儲(chǔ)器包含有若干存儲(chǔ)單元陣列，通常，每個(gè)存儲(chǔ)單元為一個(gè)場效應(yīng)晶體管(FET)，所述場效應(yīng)晶體管包括一個(gè)位于隧道氧化層表面的浮置柵，浮置柵可積累電荷，所述電荷對(duì)應(yīng)一位數(shù)據(jù)信息。存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的編程和擦除是通過控制浮置柵中電荷的注入和釋放來進(jìn)行的。存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的編程需要通過熱電子注入的方式將溝道中的電荷通過隧道氧化層注入到浮置柵中，熱電子注入需要較高的能量才能將電荷穿過柵氧化層；存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的擦除利用隧道效應(yīng)將浮置柵的電荷通過隧道氧化層拉回溝道，隧道效應(yīng)需要更高的能量才能將電荷拉回溝道。用于存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)編程通常比電源電壓要高的多。在現(xiàn)有的閃速存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)編程(program)所需的編程電壓為7V~8V，而電源電壓為1.5V。為此，在現(xiàn)有的閃速存儲(chǔ)器電路中，需要采用電荷泵，將1.5V的電源電壓升壓到7V~8V的數(shù)據(jù)編程所需的電壓。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，所述電荷泵由多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元組成，每個(gè)所述電荷泵單元至少包括開關(guān)單元和輸出電容，所述電荷泵利用輸出電容積累電荷，以便將輸入電壓升壓至較高的輸出電壓。然而，存儲(chǔ)器的讀取電壓一般為3V左右，相比編程電壓要低，所以，現(xiàn)有的電荷泵在讀取(read)時(shí)，電荷泵單元的流經(jīng)電流比較大，從而影響電荷泵的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種高效率的電荷泵以及存儲(chǔ)器。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電荷泵，用于向用電器提供第一電壓以及第二電壓，所述第二電壓小于所述第一電壓，所述電荷泵包括:
[0006]η組子電荷泵，每組所述子電荷泵包括多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，每一電荷泵單元包括電荷泵單元輸入端、電荷泵單元輸出端以及參考時(shí)鐘端，在每組所述子電荷泵中，除第一級(jí)電荷泵單元外的每一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸入端皆與前一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸出端相連，η為正整數(shù)，且η≥2 ;其中
[0007]當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互串聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第一電壓；
[0008]當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互并聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第二電壓。
[0009]進(jìn)一步的，第一級(jí)子電荷泵的電荷泵單元輸入端作為本組所述子電荷泵的輸入端，最后電荷泵單元的輸出端作為本組所述子電荷泵的輸出端，；
[0010]當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，第I組所述子電荷泵的輸入端接入電源電壓，第i組所述子電荷泵的輸入端接入第1-Ι組所述子電荷泵的輸出端，η組所述子電荷泵相互串聯(lián)，第η組所述子電荷泵的輸出端連接一電荷泵第一輸出端，所述電荷泵第一輸出端輸出所述第一電壓，2 < i < η ;
[0011]當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，η組所述子電荷泵的輸入端均接入所述電源電壓，η組所述子電荷泵的輸出端并聯(lián)后連接一電荷泵第二輸出端，η組所述子電荷泵相互并聯(lián)，所述電荷泵第二輸出端輸出所述第二電壓。
[0012]進(jìn)一步的，每一組所述子電荷泵均還包括一開關(guān)模塊，所述開關(guān)模塊的第一端連接本組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端，所述開關(guān)模塊的第二端連接所述電荷泵第二輸出端，所述開關(guān)模塊接收一控制信號(hào)，所述控制信號(hào)控制所述開關(guān)模塊的第一端和所述開關(guān)模塊的第二端之間的導(dǎo)通與斷開；
[0013]第i組所述子電荷泵還包括一多路轉(zhuǎn)換模塊，所述多路轉(zhuǎn)換模塊的第一輸入端連接第i_l組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端，所述多路轉(zhuǎn)換模塊的第二輸入端連接所述電源電壓，所述多路轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接第i組所述子電荷泵第一級(jí)子電荷泵的輸入端，所述第i組開關(guān)模塊接收所述控制信號(hào)，所述控制信號(hào)控制選擇所述電源電壓或第1-Ι組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端的信號(hào)接入。
[0014]進(jìn)一步的，當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，所述控制信號(hào)控制所述開關(guān)模塊的第一端和所述開關(guān)模塊的第二端之間斷開，所述控制信號(hào)控制選擇第1-1組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端的信號(hào)接入；
[0015]當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，所述控制信號(hào)控制所述開關(guān)模塊的第一端和所述開關(guān)模塊的第二端之間導(dǎo)通，所述控制信號(hào)控制選擇所述電源電壓的信號(hào)接入。
[0016]進(jìn)一步的，所述開關(guān)模塊包括第一移位寄存器、第二移位寄存器、第一晶體管以及第二晶體管，所述第一移位寄存器的輸入端接收所述控制信號(hào)，所述第一移位寄存器的輸出端連接所述第一晶體管的柵極，所述第一晶體管的漏極為所述開關(guān)模塊的第一端，所述第二移位寄存器的輸入端接收所述控制信號(hào)，所述第二移位寄存器的輸出端連接所述第二晶體管的柵極，所述第二晶體管的漏極為所述開關(guān)模塊的第二端，所述第一晶體管的源極和所述第二晶體管的源極相連。
[0017]進(jìn)一步的，所述多路轉(zhuǎn)換模塊包括反相器、第三移位寄存器、第三晶體管以及第四晶體管，所述反相器的輸入端接收所述控制信號(hào)，所述反相器的輸出端連接所述第三移位寄存器的輸入端，所述第三移位寄存器的第一輸出端連接所述第三晶體管的柵極，所述第三移位寄存器的第二輸出端連接所述第四晶體管的柵極，所述第三晶體管的漏極連接第1-Ι組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端，所述第四晶體管的源極連接所述電源電壓，所述第三晶體管的源極連接所述第四晶體管的漏極。
[0018]進(jìn)一步的，當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，所述控制信號(hào)為高電平，當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，所述控制信號(hào)為低電平。
[0019]進(jìn)一步的，所述用電器為存儲(chǔ)單元，所述第一電壓為編程電壓，所述第二電壓為讀取電壓。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一面，本發(fā)明還提供一種存儲(chǔ)器，包括擦除控制單元、譯碼電路和存儲(chǔ)單元,還包括所述的電荷泵。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的電荷泵以及存儲(chǔ)器具有以下優(yōu)點(diǎn):[0022]在本發(fā)明提供的電荷泵以及存儲(chǔ)器中，該電荷泵所述電荷泵包括；η組子電荷泵，每組所述子電荷泵包括多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，每一電荷泵單元包括電荷泵單元輸入端、電荷泵單元輸出端以及參考時(shí)鐘端，在每組所述子電荷泵中，除第一級(jí)電荷泵單元外的每一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸入端皆與前一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸出端相連，與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互串聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第一電壓；當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互并聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第二電壓，此時(shí)，η組子電荷泵具有分流作用，使得流經(jīng)每組子電荷泵上的電流降低，從而降低了所述電荷泵單元上的電流，減少了每級(jí)所述電荷泵單元上的分壓，提高所述電荷泵的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中電荷泵的示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中第一組開關(guān)模塊的示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中第二組開關(guān)模塊的示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中多路轉(zhuǎn)換模塊的示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中電荷泵提供編程電壓時(shí)的等效電路圖；
[0028]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例中電荷泵提供讀取電壓時(shí)的等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的電荷泵以及存儲(chǔ)器進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0030]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0031]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0032]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種電荷泵以及存儲(chǔ)器，用于向用電器提供第一電壓以及第二電壓，所述第二電壓小于所述第一電壓，其特征在于，所述電荷泵包括:η組子電荷泵，每組所述子電荷泵包括多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，每一電荷泵單元包括電荷泵單元輸入端、電荷泵單元輸出端以及參考時(shí)鐘端，在每組所述子電荷泵中，除第一級(jí)電荷泵單元外的每一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸入端皆與前一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸出端相連，η為正整數(shù)，且η > 2 ;當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互串聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第一電壓；當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互并聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第二電壓，此時(shí)，η組子電荷泵具有分流作用，使得流經(jīng)每組子電荷泵上的電流降低，從而降低了所述電荷泵單元上的電流，減少了每級(jí)所述電荷泵單元上的分壓，提高所述電荷泵的效率。
[0033]以下請(qǐng)參考圖1，其為發(fā)明第一實(shí)施例的電荷泵的示意圖。其中，所述電荷泵100用于向用電器提供第一電壓以及第二電壓，所述第二電壓小于所述第一電壓。在本實(shí)施例中，所述用電器為存儲(chǔ)單元，所述第一電壓為編程電壓，所述第二電壓為讀取電壓。所述電荷泵100用于向存儲(chǔ)單元提供編程電壓Vpm和讀取電壓VKd。所述電荷泵100包含兩組子電荷泵，分別為:第一組子電荷泵Iio和第二組子電荷泵120，如圖1所示。
[0034]所述第一組子電荷泵110包括多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，每一電荷泵單元包括電荷泵單元輸入端、電荷泵單元輸出端以及參考時(shí)鐘端。例如，在本實(shí)施例中，所述第一組子電荷泵110具有m級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，第一級(jí)電荷泵單元111的輸入端In作為所述第一組子電荷泵110的輸入端，第一級(jí)電荷泵單元111的輸出端Out連接第二級(jí)電荷泵單元112的輸入端In，第二級(jí)電荷泵單元112的輸出端Out連接第三級(jí)電荷泵單元112的輸入端In,以此類推,第m-Ι級(jí)電荷泵單元Ilm-1的輸出端Out連接第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸入端In,使得m級(jí)所述電荷泵單元依次首尾相連,第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出端Out作為所述第一組子電荷泵110的輸出端。其中，m的取值范圍并不做具體的限制，可以為2、3、4、
5、8、10或等多，具體可以根據(jù)編程電壓Vpm以及讀取電壓Vm的需要進(jìn)行設(shè)置，m的取值越大，每一級(jí)所述電荷泵單元上的分壓就越少。
[0035]同理，所述第二組子電荷泵120包括多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，每一電荷泵單元包括電荷泵單元輸入端、電荷泵單元輸出端以及參考時(shí)鐘端。例如，在本實(shí)施例中，所述第二組子電荷泵120具有k級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，第一級(jí)電荷泵單元121的輸入端In作為所述第二組子電荷泵120的輸入端，第一級(jí)電荷泵單元121的輸出端Out連接第二級(jí)電荷泵單元122的輸入端In，第二級(jí)電荷泵單元122的輸出端Out連接第三級(jí)電荷泵單元22的輸入端In，以此類推，第k-Ι級(jí)電荷泵單元12k-l的輸出端Out連接第k級(jí)電荷泵單元12k的輸入端In，使得k級(jí)所述電荷泵單元依次首尾相連，第k級(jí)電荷泵單元12k的輸出端Out作為所述第二組子電荷泵120的輸出端。其中，k的取值范圍并不做具體的限制，可以為2、
3、4、5、8、10或等多，具體可以根據(jù)編程電壓Vpm以及讀取電壓Vm的需要進(jìn)行設(shè)置，k的取值越大，每一級(jí)所述電荷泵單元上的分壓就越少。另外，m與k的取值可以相同，也可以不同，具體可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
[0036]在本實(shí)施例中，每一級(jí)所述電荷泵單元為四相位電荷泵的基本單元,其中四相位電荷泵為本領(lǐng)域的公知常識(shí)，在此不作贅述。所以，參考時(shí)鐘信號(hào)具有四種分別為:CK1、CK2、CK3、CK4，每一級(jí)所述電荷泵單元接入其中的兩種信號(hào)，例如，在所述第一組子電荷泵110中，所述第一級(jí)電荷泵單元111的參考時(shí)鐘端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)CK1、CK2，所述第二級(jí)電荷泵單元112的參考時(shí)鐘端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)CK3、CK4,所述第三級(jí)電荷泵單元113的參考時(shí)鐘端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)CK1、CK2，以此類推；在所述第二組子電荷泵120中，所述第一級(jí)電荷泵單元121的參考時(shí)鐘端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)CK3、CK4,所述第二級(jí)電荷泵單元122的參考時(shí)鐘端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)CKl、CK2，所述第三級(jí)電荷泵單元123的參考時(shí)鐘端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)CK3、CK4，具體的參考時(shí)鐘信號(hào)接入方法不做限制，可以進(jìn)行選擇。每一級(jí)所述電荷泵單元并不限于為四相位電荷泵的基本單元，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，每一級(jí)所述電荷泵單元還可以為二相位電荷泵的基本單元等，經(jīng)過上述描述，具體結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的，在此不作贅述。
[0037]較佳的，所述電荷泵100還包含電荷泵第一輸出端130以及電荷泵第二輸出端140，如圖1所示，第二組所述子電荷泵120的輸出端(即第k級(jí)電荷泵單元12k的輸出端Out)連接所述電荷泵第一輸出端130，用以輸出所述編程電壓Vpm;第一組所述子電荷泵110的輸出端(即第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出端Out)以及第二組所述子電荷泵120的輸出端(即第k級(jí)電荷泵單元12k的輸出端Out)并聯(lián)后連接一電荷泵第二輸出端，用以輸出所述讀取電壓VKd。
[0038]進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，每一組所述子電荷泵均還包括一開關(guān)模塊。其中，在所述第一組子電荷泵110中，第一組開關(guān)模塊IlS具有第一端IlSl和第二端11S2，所述第一組開關(guān)模塊IlS的第一端IlSl連接第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出端Out，所述第一組開關(guān)模塊IlS的第二端11S2連接所述電荷泵第二輸出端140，所述第一組開關(guān)模塊IlS用于根據(jù)所述電荷泵100的輸出需求，根據(jù)控制信號(hào)ProgEN控制第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出端Out與所述電荷泵第二輸出端140之間的導(dǎo)通與斷開。
[0039]較佳的，如圖2所示，所述第一組開關(guān)模塊IlS包括第一移位寄存器11S1、第二移位寄存器11S2、第一晶體管11S3以及第二晶體管11S4，所述第一移位寄存器IlSl的輸入端In接收所述控制信號(hào)ProgEN，所述第一移位寄存器IlSl的輸出端Out連接所述第一晶體管11S3的柵極，所述第一晶體管11S3的漏極為所述第一組開關(guān)模塊IlS的第一端11S1，用于連接第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出端Out,以接受第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出電壓Vllm0所述第二移位寄存器11S2的輸入端In接收所述控制信號(hào)ProgEN，所述第二移位寄存器11S2的輸出端Out連接所述第二晶體管11S4的柵極，所述第二晶體管11S4的漏極為所述第一組開關(guān)模塊IlS的第二端11S2，用于連接所述電荷泵第二輸出端140，以輸出所述讀取電壓VKd。所述第一晶體管11S3的源極和所述第二晶體管11S4的源極相連。
[0040]在所述第二組子電荷泵120中，第二組開關(guān)模塊12S具有第一端12S1和第二端12S2，所述第二組開關(guān)模塊12S的第一端12S1連接第k級(jí)電荷泵單元12k的輸出端Out，所述第二組開關(guān)模塊12S的第二端12S2連接所述電荷泵第一輸出端130，所述第二組開關(guān)模塊12S用于根據(jù)所述電荷泵100的輸出需求，根據(jù)控制信號(hào)ProgEN控制第k級(jí)電荷泵單元12k的輸出端Out與所述電荷泵第一輸出端130之間的導(dǎo)通與斷開。
[0041]較佳的，所述第二組開關(guān)模塊12S與所述第一組開關(guān)模塊IlS的結(jié)構(gòu)相似。如圖3所示，所述第二組開關(guān)模塊12S包括第一移位寄存器12S1、第二移位寄存器12S2、第一晶體管12S3以及第二晶體管12S4，所述第一移位寄存器12S1的輸入端In接收所述控制信號(hào)ProgEN，所述第一移位寄存器12S1的輸出端Out連接所述第一晶體管12S3的柵極，所述第一晶體管12S3的漏極為所述第二組開關(guān)模塊12S的第一端12S1，用于連接第k級(jí)電荷泵單元12k的輸出端Out，以接受第k級(jí)電荷泵單元12k的輸出電壓V12k。所述第二移位寄存器12S2的輸入端In接收所述控制信號(hào)ProgEN，所述第二移位寄存器12S2的輸出端Out連接所述第二晶體管12S4的柵極，所述第二晶體管12S4的漏極為所述第二組開關(guān)模塊12S的第二端12S2，用于連接所述電荷泵第一輸出端130，以輸出所述編程電壓Vpm。所述第一晶體管12S3的源極和所述第二晶體管12S4的源極相連。
[0042]第二組所述子電荷泵120還包括一多路轉(zhuǎn)換模塊12M，如圖1所示，所述多路轉(zhuǎn)換模塊12M的第一輸入端12M1連接第一組所述子電荷泵110第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出端Out，以接受第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出電壓Vllm。所述多路轉(zhuǎn)換模塊12M的第二輸入端12M2連接所述電源電壓Vdd，所述多路轉(zhuǎn)換模塊12M的輸出端12M3連接第一級(jí)電荷泵單元121的輸入端In，所述第i組開關(guān)模塊12M接收所述控制信號(hào)ProgEN，所述控制信號(hào)ProgEN控制選擇所述電源電壓Vdd或第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出電壓Vllm的信號(hào)接入。
[0043]較佳的，如圖4所示，所述多路轉(zhuǎn)換模塊12M包括反相器12M4、第三移位寄存器12M5、第三晶體管12M6以及第四晶體管12M7。所述反相器12M4的輸入端接收所述控制信號(hào)ProgEN，所述反相器12M4的輸出端連接所述第三移位寄存器12M5的輸入端，所述第三移位寄存器12M5的第一輸出端Out連接所述第三晶體管12M6的柵極，所述第三移位寄存器12M5的第二輸出端OutN連接所述第四晶體管12M7的柵極。所述第三晶體管12M6的漏極作為第一輸入端12M1，連接第一組所述子電荷泵110第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出端Out，所述第四晶體管12M7的源極作為第二輸入端12M2，連接所述電源電壓Vdd，所述第三晶體管12M6的源極連接所述第四晶體管12M7的漏極，共同作為所述多路轉(zhuǎn)換模塊12M的輸出端12M3。
[0044]當(dāng)存儲(chǔ)單元需要編程時(shí)，所述控制信號(hào)ProgEN為高電平，所述控制信號(hào)ProgEN控制所述第一組開關(guān)模塊IlS的第一端IlSl和所述第一組開關(guān)模塊IlS的第二端11S2之間斷開；所述控制信號(hào)ProgEN控制第一組所述子電荷泵110第m級(jí)電荷泵單元I Im的輸出端Out的信號(hào)接入，即將第m級(jí)電荷泵單元Ilm的輸出電壓Vllm接入第一級(jí)電荷泵單元121的輸入端In ;所述控制信號(hào)ProgEN控制所述第二組開關(guān)模塊12S的第一端12S1和所述第二組開關(guān)模塊12S的第二端12S2之間斷開。此時(shí)，兩組所述子電荷泵相互串聯(lián)，第一組所述子電荷泵110的輸入端接入電源電壓Vdd，電流依次流經(jīng)第一級(jí)電荷泵單元111、第二級(jí)電荷泵單元112，至第m級(jí)電荷泵單元I Im后，經(jīng)所述多路轉(zhuǎn)換模塊12M，再流經(jīng)第一級(jí)電荷泵單元121、第二級(jí)電荷泵單元122，至第k級(jí)電荷泵單元12k，從所述電荷泵第一輸出端130流出，如圖5所示，從而為所述存儲(chǔ)單元提供所述編程電壓Vpm。
[0045]當(dāng)存儲(chǔ)單元需要讀取時(shí)，所述控制信號(hào)ProgEN為低電平，所述控制信號(hào)ProgEN控制所述第一組開關(guān)模塊IlS的第一端IlSl和所述第一組開關(guān)模塊IlS的第二端11S2之間閉合；所述控制信號(hào)ProgEN控制電源電壓Vdd的信號(hào)接入，即將電源電壓Vdd接入第一級(jí)電荷泵單元121的輸入端In ;所述控制信號(hào)ProgEN控制所述第二組開關(guān)模塊12S的第一端12S1和所述第二組開關(guān)模塊12S的第二端12S2之間閉合。此時(shí)，兩組所述子電荷泵相互并聯(lián)，第一組所述子電荷泵110的輸入端和第二組所述子電荷泵120的輸入端均接入電源電壓Vdd，第一組所述子電荷泵110的輸出端和第二組所述子電荷泵120的輸出端均連接所述電荷泵第二輸出端140。電流分為兩路，第一路電流依次流經(jīng)第一級(jí)電荷泵單元111、第二級(jí)電荷泵單元112，至第m級(jí)電荷泵單元Ilm后，由所述電荷泵第二輸出端140流出，第二路電流依次流經(jīng)第一級(jí)電荷泵單元121、第二級(jí)電荷泵單元122，至第k級(jí)電荷泵單元12k后，由所述電荷泵第二輸出端140流出，如圖6所示，從而為所述存儲(chǔ)單元提供所述讀取電壓VKd。此時(shí)，兩組子電荷泵具有分流作用，使得流經(jīng)每組子電荷泵上的電流降低，從而降低了所述電荷泵單元上的電流，減少了每級(jí)所述電荷泵單元上的分壓，提高所述電荷泵100的效率。
[0046]本發(fā)明的所述電荷泵100可以用于存儲(chǔ)器，以為所述存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元提供電壓，所述存儲(chǔ)器還包括擦除控制單元、譯碼電路等結(jié)構(gòu)。[0047]本發(fā)明的較佳實(shí)施例如上所述，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，例如，所述電荷泵并不限于具有兩組所述子電荷泵，還可以具有三組、四組或更多，更具本發(fā)明的上述描述，當(dāng)具有大于兩組所述子電荷泵時(shí)的所述電荷泵是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的，在此不作贅述。
[0048]另外，在本發(fā)明中并不限于采用所述開關(guān)模塊來控制每一組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端是否與所述電荷泵第二輸出端之間導(dǎo)通，還可以采用其它開關(guān)結(jié)構(gòu)，此為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，在此不作贅述；同理，在本發(fā)明中并不限于采用所述多路轉(zhuǎn)換模塊來控制選擇所述電源電壓或第1-Ι組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端的信號(hào)接入，還可以采用其它選擇結(jié)構(gòu)，此為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，在此不作贅述。
[0049]當(dāng)然，所述電荷泵的連接方式并不限于上述實(shí)施例，只要實(shí)現(xiàn)當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互串聯(lián)，當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互并聯(lián)，亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0050]綜上所述，本發(fā)明提供一種電荷泵以及存儲(chǔ)器，該電荷泵所述電荷泵包括:η組子電荷泵，每組所述子電荷泵包括多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，每一電荷泵單元包括電荷泵單元輸入端、電荷泵單元輸出端以及參考時(shí)鐘端，在每組所述子電荷泵中，除第一級(jí)電荷泵單元外的每一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸入端皆與前一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸出端相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的含有電荷泵具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0051 ] 當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互串聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第一電壓；當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互并聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第二電壓，此時(shí)，η組子電荷泵具有分流作用，使得流經(jīng)每組子電荷泵上的電流降低，從而降低了所述電荷泵單元上的電流，減少了每級(jí)所述電荷泵單元上的分壓，提高所述電荷泵的效率。
[0052]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電荷泵，用于向用電器提供第一電壓以及第二電壓，所述第二電壓小于所述第一電壓，其特征在于，所述電荷泵包括: η組子電荷泵，每組所述子電荷泵包括多級(jí)相串聯(lián)的電荷泵單元，每一電荷泵單元包括電荷泵單元輸入端、電荷泵單元輸出端以及參考時(shí)鐘端，在每組所述子電荷泵中，除第一級(jí)電荷泵單元外的每一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸入端皆與前一級(jí)電荷泵單元的電荷泵單元輸出端相連，η為正整數(shù)，且η≥2 ;其中 當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互串聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第一電壓； 當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，η組所述子電荷泵相互并聯(lián)，所述電荷泵輸出所述第二電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電荷泵，其特征在于，在每組所述子電荷泵中，第一級(jí)子電荷泵的電荷泵單元輸入端作為本組所述子電荷泵的輸入端，最后電荷泵單元的輸出端作為本組所述子電荷泵的輸出端； 當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，第I組所述子電荷泵的輸入端接入電源電壓，第i組所述子電荷泵的輸入端接入第i_l組所述子電荷泵的輸出端，η組所述子電荷泵相互串聯(lián)，第η組所述子電荷泵的輸出端連接一電荷泵第一輸出端，所述電荷泵第一輸出端輸出所述第一電壓，2 < i < η ; 當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，η組所述子電荷泵的輸入端均接入所述電源電壓，η組所述子電荷泵的輸出端并聯(lián)后連接一電荷泵第二輸出端，η組所述子電荷泵相互并聯(lián)，所述電荷泵第二輸出端輸出所述第二電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的電荷泵，其特征在于，每一組所述子電荷泵均還包括一開關(guān)模塊，所述開關(guān)模塊的第一端連`接本組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端，所述開關(guān)模塊的第二端連接所述電荷泵第二輸出端，所述開關(guān)模塊接收一控制信號(hào)，所述控制信號(hào)控制所述開關(guān)模塊的第一端和所述開關(guān)模塊的第二端之間的導(dǎo)通與斷開； 第i組所述子電荷泵還包括一多路轉(zhuǎn)換模塊，所述多路轉(zhuǎn)換模塊的第一輸入端連接第i_l組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端，所述多路轉(zhuǎn)換模塊的第二輸入端連接所述電源電壓，所述多路轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接第i組所述子電荷泵第一級(jí)子電荷泵的輸入端，所述第i組開關(guān)模塊接收所述控制信號(hào)，所述控制信號(hào)控制選擇所述電源電壓或第i_l組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端的信號(hào)接入。
4.如權(quán)利要求3所述的電荷泵，其特征在于，當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，所述控制信號(hào)控制所述開關(guān)模塊的第一端和所述開關(guān)模塊的第二端之間斷開，所述控制信號(hào)控制選擇第i_l組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端的信號(hào)接入第i組多路轉(zhuǎn)換模塊； 當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，所述控制信號(hào)控制所述開關(guān)模塊的第一端和所述開關(guān)模塊的第二端之間導(dǎo)通，所述控制信號(hào)控制選擇所述電源電壓的信號(hào)接入。
5.如權(quán)利要求3所述的電荷泵，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括第一移位寄存器、第二移位寄存器、第一晶體管以及第二晶體管，所述第一移位寄存器的輸入端接收所述控制信號(hào)，所述第一移位寄存器的輸出端連接所述第一晶體管的柵極，所述第一晶體管的漏極為所述開關(guān)模塊的第一端，所述第二移位寄存器的輸入端接收所述控制信號(hào)，所述第二移位寄存器的輸出端連接所述第二晶體管的柵極，所述第二晶體管的漏極為所述開關(guān)模塊的第二端，所述第一晶體管的源極和所述第二晶體管的源極相連。
6.如權(quán)利要求3所述的電荷泵，其特征在于，所述多路轉(zhuǎn)換模塊包括反相器、第三移位寄存器、第三晶體管以及第四晶體管，所述反相器的輸入端接收所述控制信號(hào)，所述反相器的輸出端連接所述第三移位寄存器的輸入端，所述第三移位寄存器的第一輸出端連接所述第三晶體管的柵極，所述第三移位寄存器的第二輸出端連接所述第四晶體管的柵極，所述第三晶體管的漏極連接第i_l組所述子電荷泵最后電荷泵單元的輸出端，所述第四晶體管的源極連接所述電源電壓，所述第三晶體管的源極連接所述第四晶體管的漏極。
7.如權(quán)利要求3所述的電荷泵，其特征在于，當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第一電壓時(shí)，所述控制信號(hào)為高電平，當(dāng)所述電荷泵向所述用電器提供所述第二電壓時(shí)，所述控制信號(hào)為低電平。
8.如權(quán)利要求1所述的電荷泵，其特征在于，所述用電器為存儲(chǔ)單元，所述第一電壓為編程電壓，所述第二電壓為讀取電壓。
9.一種存儲(chǔ)器，包括擦除控制單元、譯碼電路和存儲(chǔ)單元，其特征在于，還包括權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的電荷泵。
【文檔編號(hào)】H02M3/07GK103872904SQ201410097528
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】楊光軍 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司