[发明专利]一种电荷泵输出电压温度补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及CMOS半导体领域，特别涉及存储器和电荷泵技术领域。

背景技术

目前，一般电荷泵采用如图1所示反馈控制电路稳定输出电压，包含分压电路11，运算放大器12，电荷泵13。其中Vref为基准电压，Vout表示电荷泵输出电压，电阻分压电路由电阻R1和电阻R0串联而成，电荷泵为各级电荷泵升(降)压电路。电荷泵输出电压Vout经过分压电路分压后得到采样电压Vdet，通过一个高精度的运算放大器将采样电压Vdet与基准电压Vref相比较，运算放大器的输出控制电荷泵的输入，从而输出预期的稳定电压，电荷泵输出电压公式为：

Vout＝R1*（Vref/R0）+Vref，

其中Vout为电荷泵输出电压，R1和R0为分压电阻阻值，Vref为基准电压。Vref作为基准电压无温度特性，因此电荷泵的输出电压值Vout也无温度特性，而在存储器设计中根据工艺的需求，不同温度下cell的被擦写难易程度不同，阈值电压等特性不同,所以存储器的编程电压、读电压需要一定的温度特性。

如图2所示，为现有的一种带温度补偿的电荷泵，如中国专利CN103138564A提出了的电荷泵结构，包含分压电路21，运算放大器22，电荷泵23，其中，分压电路中增加了二极管，利用二极管PN结的温度特性，对电荷泵输出电压进行了温度补偿。但是，此电荷泵结构中的二极管电路在版图布局中容易产生寄生三极管漏电效应，并且温度系数不易控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电荷泵输出电压温度补偿电路，它可以根据系统要求对电荷泵输出电压进行有效的温度补偿。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种电荷泵输出电压温度补偿电路，包括电荷泵，运算放大器和分压电路，其中，分压电路由电阻和具有温度特性的电流源串联组成，电荷泵输出电压电连接至分压电路后得到采样电压，采样电压和输入的基准电压电连接至运算放大器的输入端，运算放大器的输出电连接至电荷泵，运算放大器将采样电压与基准电压相比较，运算放大器的输出控制电荷泵的输入；分压电路利用电流源的温度特性控制电阻两端的电压特性，实现对电荷泵输出电压进行温度补偿。

优选地，所述电流源具有正温度特性和负温度特性。

优选地，所述电荷泵输出电压具有正温度特性和负温度特性。

本发明的有益效果在于，利用电流源的正、负温度特性控制电阻两端的电压特性，从而有效地对电荷泵输出电压进行了温度补偿。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是现有的一种具有稳定输出电压的电荷泵结构示意图。

图2 是现有的一种带有温度补偿的电荷泵结构示意图。

图3 是本发明具体实施例的一种电荷泵输出电压温度补偿电路结构示意图。

图4 是本发明具体实施例的另一种电荷泵输出电压温度补偿电路结构示意图。

图5 是本发明具体实施例的一种电荷泵实现方案示意图。

图6是本发明的一种采用套筒式结构的运算放大器结构示意图。

图7是本发明具体实施例的一种电流源结构示意图。

具体实施方式

如图3所示，为本发明具体实施例的一种电荷泵输出电压温度补偿电路结构示意图，该电荷泵输出电压温度补偿电路由分压电路31、运算放大器32和电荷泵33组成，其中，电荷泵33输出电压Vout连接至分压电路31后得到采样电压Vdet，通过运算放大器32将采样电压Vdet与外部输入的基准电压Vref相比较，运算放大器32的输出调节电荷泵33的输入，分压电路31由电阻R1和具有有温度特性的电流源I0串联而成，中间抽头出一个采样电压Vdet，利用电流源I0的温度特性控制电阻R1两端的电压特性，实现电流源I0的负温度特性和正温度特性。电荷泵33输出电压公式为：

Vout＝I0* R1+Vref

其中

I0=I0i+k(T-25℃ )

Vout为电荷泵输出电压，I0i为电流常数，k为温度系数，T表示任何环境下的温度，25℃ 指常温，R1为分压电阻，Vref为基准电压。Vref无温度特性，I0有温度特性，当温度发生变化时，输出电压Vout将随着I0的变化而变化，实现有效的温度补偿。