[发明专利]一种电荷泵及FLAS存储器

说明书

本发明公开了一种电荷泵，包括：N级升压电路，所述N级升压电路中N为大于1的整数；每级升压电路包括一主电容，沿着N级升压电路中电压信号的输出方向，前一级升压电路中的主电容值大于等于后一级升压电路中的主电容值。本发明基于主电容面积不变的条件，将每一级的主电容值重新进行分配。根据电荷守恒，后一级主电容中的电荷均由前一级主电容传输，若前一级主电容大于等于后一级主电容，前一级往后一级传输的电荷量便会增多，这将提升电荷泵输出电压升压至稳定值的速度。前一级主电容更大些，存储的电荷就更多些；虽然后一级电容的值小了，然而后一级电容一次能够获得的电荷仍然会增加。

技术领域

本发明电源开关技术领域，特别涉及电荷泵及FLAS存储器。

背景技术

电荷泵是一种DC/DC变换器，其功能是在芯片内产生一个高于电源电压的电压。与其他DC/DC变换器相比，需要的外围器件少，并且没有电磁波干扰，从而在存储器技术领域得以广泛应用。

在存储器领域，如FLASH存储器，在对FLASH存储器读取、写入以及擦除时，均需要一个高于电源电压的电压，此电压由FLASH芯片内的电荷泵提供。

由于目前对FLASH存储器的读取速度、写入速度要求越来越高，电荷泵如何在更短的时间输出所需的高电压越来越重要。因此，升压速度成为了电荷泵一个非常重要的指标。

电荷泵所占面积的大小主要受到主电容值大小的影响，在传统的电荷泵设计中，每一级主电容的大小相同，这可使电荷泵驱动能力最大，但在电荷泵升压过程中，若要使其升压至稳定值的速度更快，那么仅简单地让电荷泵每一级主电容值相同是存在局限性。

传统的电荷泵在确定了时钟频率和电荷泵级数后，若要进一步提升电荷泵输出电压的升压至稳定值的速度，只能以牺牲面积为代价增加每一级主电容的大小，从而达到提升电荷泵输出电压的升压速度的目的。

这种设计方式的确能减小电荷泵的升压时间，但也提高了电荷泵的主电容值，由于电荷泵的面积主要受主电容值的影响，所以主电容值的增加会使得电荷泵的面积大大增加。

发明内容

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种电荷泵，包括：N级升压电路，所述N级升压电路中N为大于1的整数；每级升压电路包括一主电容，沿着N级升压电路中电压信号的输出方向，前一级升压电路中的主电容值大于等于后一级升压电路中的主电容值。

进一步，第一级升压电路中的主电容值大于第二级升压电路中的主电容值，第N-1级升压电路中的主电容值大于第N级升压电路中的主电容值。

进一步，位于所述第一级升压电路、第N级升压电路之间的每级升压电路中的主电容值均相等。

进一步，每级升压电路包括一主升压子电路和一辅助升压子电路，所述主升压子电路与所述辅助升压子电路电连接；前一级升压电路中的辅助升压子电路与后一级升压电路中的主升压子电路电连接。

进一步，所述主升压子电路包括：一主电容和一主场效应管，所述主电容串接在所述主场效应管的栅极上，所述主场效应管的源极形成主升压子电路的输入端；所述辅助升压子电路包括：一辅助电容和一辅助场效应管，所述辅助电容串接在所述辅助场效应管的栅极上，所述辅助场效应管的栅极还与所述主场效应管的漏极电连接；所述辅助场效应管的源极与所述主场效应管的源极电连接，所述辅助场效应管的漏极与所述主场效应管的栅极电连接，所述辅助场效应管的漏极还形成辅助升压子电路的输出端；所述辅助场效应管的漏极还与电源场效应管的漏极电连接，所述电源场效应管的栅极、源极均接电源电压。

进一步，还包括：防止倒流的场效应管，所述场效应管的栅极、源极分别与所述第N级升压电路中辅助升压子电路的输出端电连接；所述场效应管的漏极通过负载电容接地；所述场效应管的漏极形成电荷泵的电压输出端。