[发明专利]存储器的电平移位器及译码器

说明书

本发明公开了一种存储器的电平移位器及译码器。电平移位器接收具有窄电压范围的输入，并提供宽电压范围的输出。电平移位器包含具有导通(turn‑on)电压的晶体管。控制电路施加偏压至电平移位器，以使晶体管并不会接收导通电压。

技术领域

本发明是有关于一种电平移位器，可整合至用于NAND存储器阵列的译码器。

背景技术

有关大容量NAND快闪(flash)设计，长的字线可适应阵列中的所有存储器单元，却具有不被允许的电容负载。因此，存储器阵列被切分(divide)为多个具有不同译码组的字线的分区(partition)，使得同一个分区之中的字线具有较低、可被允许的电容负载。此多个译码器各自包含p型及n型晶体管，串连在高电压参考如VDD及低电压参考如接地或负电压参考之间。图1绘示的大容量存储器切分为具有各自字线译码器的多个分区。大容量存储器是被切分为存储器阵列或分区121、122、及123。此多个存储器阵列或分区是被各自的字线译码器111、112、113、114、及115存取。因为大容量存储器之中的译码器的量，译码器的功率表现对整体的功率表现有重要的影响。

于p型及n型晶体管(串连于高电压参考(VDD)及低电压参考(如接地或负电压参考)之间)切换时，动态耗能会增加。范例性的切换动作是将导通(on)的p型晶体管及截止(off)的n型晶体管，切换为截止的p型晶体管及导通的n型晶体管，反之亦然。在这样的切换动作，造成交叉(crossbar)电流经过p型晶体管及n型晶体管而直接在高及低电压参考之间流动。这种交叉电流是译码器的动态耗能的重要成分。

美国专利第8638618号显示范例性的具有电平移位器的译码器，此译码器遇到切换动作时的高电平交叉电流的问题。图2绘示具有相对高交叉电流的电平移位器，此电平移位器可被使用在NAND闪存的行译码器。电平移位器包含级210、220、及230。级210包含电压供应VDD与负电压供应VNP。级210包含两组p型及n型晶体管，串连耦接在VDD与VNP之间，其漏极耦接在一起，p型晶体管的源极耦接至VDD，而n型晶体管的源极耦接至VNP。第一组包含p型晶体管211及n型晶体管213，其中漏极被耦接至端点N1。第二组包含p型晶体管212及n型晶体管214，其中漏极被耦接至端点N2。n型晶体管213的栅极被耦接至端点N2。n型晶体管214的栅极被耦接至端点N1。选择讯号SEL是被p型晶体管212的栅极所接收，且其互补讯号SELB是被p型晶体管211的栅极所接收。

级220包含反相器，反相器的输入耦接至端点N2、输出耦接至端点N3。

级230具有正电压供应VPP，其电压高于级210之中的VDD。级230包含n型通道(pass)晶体管231，晶体管231的栅极耦接至VDD，源极及漏极分别耦接至端点N3与产生讯号SELH的输出端点。级230也包含n型空乏型(depletion mode)晶体管233及p型晶体管232，串连耦接在VPP及产生讯号SELH的输出端点之间，其中n型空乏型晶体管233的漏极被耦接至VPP、p型晶体管232的漏极被耦接至产生讯号SELH的输出端点、而其源极被耦接在一起。n型空乏型晶体管233的栅极耦接至产生讯号SELH的输出端点。p型晶体管232的栅极接收信号SELB，其为讯号SEL的互补信号。级230也传送来自端点N2的讯号SELHB。

图3绘示图2的电平移位器的电压曲线(trace)，其显示选择方块讯号。电压曲线包含SEL 302、SELB 304、N1 306、N2 308、与SELH 310。图4绘示图2的电平移位器的电压曲线，其显示非选择方块讯号。电压曲线包含SEL 402、SELB 404、N1 406、N2 408、与SELH 410。

图3中，在周期T1，N2 308为高的VLSP，而n型晶体管213是因其栅极的N2 308而被导通。在周期T2，N2 308从VLSP降至VNP。在周期T2，N2 308与VNP之间的位差超过n型晶体管213的导通电压，n型晶体管213仍是完全地(fully)导通(conduct)。