[发明专利]电荷泵电路及存储器

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种电荷泵电路及存储器。

背景技术

随着半导体技术的发展，基于低功耗、低成本的设计要求，存储器的电源电压通常比较低，例如2.5V、1.8V等。然而，为了实现存储信息的读写，通常需要远高于电源电压的编程电压和擦除电压，例如8V、11V等。因此，电荷泵电路被广泛应用于存储器中，用于通过较低的电源电压获得较高的编程电压和擦除电压。

参考图1，示出了现有的一种电荷泵电路的结构图。如图1所示，现有的电荷泵电路包括：时钟驱动单元11、升压单元12、电压调整单元13、分压单元14和电压比较单元15。其工作原理为：电荷泵电路启动后，升压单元12输出升压电压；电压调整单元13对所述升压电压进行整形和分压，输出供存储器进行读写操作的稳定电压；分压单元14对所述升压电压进行分压，输出分压电压至电压比较单元15；电压比较单元15对所述分压电压和一个预先设置的基准电压进行比较，输出控制电平至时钟驱动单元11；时钟驱动单元11根据所述控制电平输出驱动电压，控制升压单元12的升压动作。

具体地，如果分压单元14输出的分压电压小于基准电压，则电压比较单元15输出的控制电平使时钟驱动单元11输出的驱动电压为周期振荡信号，所述周期振荡信号使升压单元12持续升压；如果分压单元14输出的分压电压大于基准电压，则电压比较单元15输出的控制电平使时钟驱动单元11输出的驱动电压为无效驱动信号，所述无效驱动信号使升压单元12停止升压。

图2是图1所示电荷泵电路中升压单元12输出的升压电压波形图，横轴代表时间t，纵轴代表所述升压电压。假定电荷泵电路启动后，升压单元12输出的升压电压在t₀时刻达到目标电压V_set，目标电压V_set表示可以驱动电荷泵电路负载工作的电压。在升压电压超过目标电压V_set后，时钟驱动单元11应停止振荡，输出无效驱动信号。由于路径延迟，时钟驱动单元11输出端仍会维持一段时间的周期振荡信号，升压电压会继续上升至最大值V_max。时钟驱动单元11停止振荡后，升压单元12不再继续升压，升压电压会随着电荷泵电路的负载消耗电流逐步降低。当升压电压降低到目标电压V_set时，电压比较单元1 5将重新输出控制电平，由于路径延迟，必须经过一段时间后，所述控制电平才能将时钟驱动单元11唤醒（wake up），使时钟驱动单元11产生的驱动电压由无效驱动信号转变为周期振荡信号。因此，升压电压由于电荷泵电路的负载消耗电流而继续降低至最小值V_min。之后，时钟驱动单元11重新开始振荡并输出周期振荡信号，以控制升压单元12重新进行升压动作。到t₁时刻，经过一个工作周期，升压电压再一次达到目标电压V_set，电荷泵电路重复上述工作过程。

根据电荷泵电路的工作原理，电荷泵电路在每个工作周期内的功率损耗大致可分为两个部分：一个是升压过程中给升压单元12中的电容充电时的功率损耗C*（V_max-V_min），C表示充电电容的容值，（V_max-V_min）表示充电电压；另一个是时钟驱动单元11每次被唤醒时的功率损耗。可以看出，在图1所示的电荷泵电路的工作过程中，时钟驱动单元11在每个工作周期都会被唤醒一次。在此过程中，时钟驱动单元11中的许多器件需要重新开启，因此会造成较多的功率损耗。

更多关于降低电荷泵电路功耗的技术方案可以参考申请号为03156438.0、发明名称为高精度低功耗电荷泵电路的中国专利申请文件。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种电荷泵电路，降低电荷泵电路的功率损耗。

为解决上述问题，本发明提供了一种电荷泵电路，所述电荷泵电路包括：时钟驱动单元，用于输出驱动电压；升压单元，根据所述时钟驱动单元输出的驱动电压提升电压，输出升压电压；电压调整单元，对所述升压单元输出的升压电压进行整形和分压，输出稳定电压；所述电荷泵电路还包括：分压单元，用于对所述升压电压进行分压，输出第一分压电压和第二分压电压；第一比较单元，用于将所述第一分压电压和第一基准电压进行比较，输出第一比较结果；第二比较单元，用于将所述第二分压电压和第二基准电压进行比较，输出第二比较结果；状态控制单元，用于根据所述第一比较结果和所述第二比较结果输出控制电平至所述时钟驱动单元，控制所述时钟驱动单元输出所述驱动电压。