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    君彩重庆时时彩软件: 电荷泵系统及用其产生读写操作字线电压的方法、存储器.pdf

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    电荷 系统 产生 读写 操作 电压 方法 存储器
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110248240.X

    申请日:

    2011.08.26

    公开号:

    CN102360565A

    公开日:

    2012.02.22

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G11C 11/4074变更事项:专利权人变更前:北京兆易创新科技有限公司变更后:北京兆易创新科技股份有限公司变更事项:地址变更前:100084 北京市海淀区清华科技园学研大厦B座301室变更后:100084 北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座12层|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G11C 11/4074申请日:20110826|||公开
    IPC分类号: G11C11/4074 主分类号: G11C11/4074
    申请人: 北京兆易创新科技有限公司
    发明人: 刘铭
    地址: 100084 北京市海淀区清华科技园学研大厦B座301室
    优先权:
    专利代理机构: 北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司 11139 代理人: 孙皓晨
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110248240.X

    授权公告号:

    |||102360565B||||||

    法律状态公告日:

    2013.05.29|||2012.10.10|||2012.04.04|||2012.02.22

    法律状态类型:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种电荷泵系统及用其产生读写操作字线电压的方法和一种存储器。该电荷泵系统包括:受待机使能信号控制的待机模式电荷泵;受工作使能信号控制的工作模式电荷泵和受控开关;负载电容;一、二号分压电路;一、二号比较器;或门电路;振荡器;两电荷泵的输出端相连;负载电容分别接两电荷泵的输出和地;待机模式电荷泵的输出接一号分压电路,受控开关的两端分别接工作模式电荷泵的输出端与二号分压电路;一、二号比较器分别比较相应基准电压与相应分压电路的输出;或门电路根据两比较器的输出,控制振荡器的工作;振荡器的输出端接两电荷泵的输入端。本发明能提高读写操作字线电压的建立速度。

    权利要求书

    1: 一种电荷泵系统, 其特征在于, 该系统包括 : 受待机使能信号控制的待机模式电荷泵 ; 均受工作使能信号控制的工作模式电荷泵和受控开关 ; 负载电容 ; 一号分压电路 ; 二号分压电路 ; 一号比较器 ; 二号比较器 ; 或门电路 ; 振荡器 ; 其中, 所述待机模式电荷泵的输出端和所述工作模式电荷泵的输出端相连, 作为该系统的输 出端 ; 所述负载电容的一端与所述待机模式电荷泵的输出端相连, 另一端接地 ; 所述一号分压电路的输入端与所述待机模式电荷泵的输出端相连 ; 所述受控开关的两端分别接所述工作模式电荷泵的输出端与所述二号分压电路的输 入端 ; 所述一号比较器的正向输入端和反向输入端分别接一号基准电压和所述一号分压电 路的输出端 ; 所述二号比较器的正向输入端和反向输入端分别接二号基准电压和所述二号分压电 路的输出端 ; 所述或门电路的两个输入端分别与所述一号比较器的输出端和所述二号比较器的输 出端相连, 所述或门电路的输出端与所述振荡器的使能端相连 ; 所述振荡器的输出端分别接所述待机模式电荷泵的输入端和所述工作模式电荷泵的 输入端 ; 当所述待机使能信号有效时, 所述待机模式电荷泵处于工作状态 ; 当所述工作使能信 号有效时, 所述工作模式电荷泵处于工作状态, 所述受控开关处于导通状态 ; 当所述工作使 能信号无效时, 所述工作模式电荷泵处于不工作状态, 所述受控开关处于不导通状态。
    2: 根据权利要求 1 所述的系统, 其特征在于, 所述待机模式电荷泵的输出电压不大于 所述工作模式电荷泵的输出电压。
    3: 根据权利要求 1 所述的系统, 其特征在于, 所述受控开关为 NMOS 管, 其栅极接所述工 作使能信号, 其源极接所述工作模式电荷泵的输出端, 其漏极接所述二号分压电路的输入 端; 或, 所述受控开关为 PMOS 管, 其栅极接所述工作使能信号, 其漏极接所述工作模式电 荷泵的输出端, 其源极接所述二号分压电路的输入端。
    4: 根据权利要求 1 所述的系统, 其特征在于, 所述一号分压电路包括 n 个相互串联的一 号器件 ; 其中, n 为不小于 2 的整数 ; 与所述待机模式电荷泵的输出端相连的一号器件为第一级一号器件, 接地的一号器件 为第 n 级一号器件, 其余的 (n-2) 个一号器件均串联于所述第一级一号器件和所述第 n 级 一号器件之间 ; 2 所述一号分压电路的输出端位于所述第一级一号器件和所述第 n 级一号器件之间。
    5: 根据权利要求 4 所述的系统, 其特征在于, 所述一号器件为电阻 ; 或, 所述一号器件为电容 ; 或, 所述一号器件为 NMOS 管 ; 其中, 各一号器件的栅极均与该一号器件的源极相连 ; 第一 级一号器件的漏极接所述待机模式电荷泵的输出端, 第 n 级一号器件的源极接地, 其余各 一号器件的漏极均接与该一号器件串联且比其更加靠近第一级一号器件的一号器件的源 极; 第 n 级一号器件的漏极接与该一号器件串联的一号器件的源极 ; 或, 所述一号器件为 PMOS 管 ; 其中, 各一号器件的栅极均与该一号器件的漏极相连 ; 第一 级一号器件的源极接所述待机模式电荷泵的输出端, 第 n 级一号器件的漏极接地, 其余各 一号器件的源极均接与该一号器件串联且比其更加靠近第一级一号器件的一号器件的漏 极; 第 n 级一号器件的源极接与该一号器件串联的一号器件的漏极。
    6: 根据权利要求 1 所述的系统, 其特征在于, 所述二号分压电路包括 m 个相互串联的二 号器件 ; 其中, m 为不小于 2 的整数 ; 与所述受控开关的一端相连的二号器件为第一级二号器件, 接地的二号器件为第 m 级 二号器件, 其余的 (m-2) 个二号器件均串联于所述第一级二号器件和所述第 m 级二号器件 之间 ; 所述二号分压电路的输出端位于所述第一级二号器件和所述第 m 级二号器件之间。
    7: 根据权利要求 6 所述的系统, 其特征在于, 所述二号器件为电阻 ; 或, 所述二号器件为电容 ; 或, 所述二号器件为 NMOS 管 ; 其中, 各二号器件的栅极均与该二号器件的源极相连 ; 第一 级二号器件的漏极接所述受控开关的一端, 第 m 级二号器件的源极接地, 其余各二号器件 的漏极均接与该二号器件串联且比其更加靠近第一级二号器件的二号器件的源极 ; 第m级 二号器件的漏极接与该二号器件串联的二号器件的源极 ; 或, 所述二号器件为 PMOS 管 ; 其中, 各二号器件的栅极均与该二号器件的漏极相连 ; 第一 级二号器件的源极接所述受控开关的一端, 第 m 级二号器件的漏极接地, 其余各二号器件 的源极均接与该二号器件串联且比其更加靠近第一级二号器件的二号器件的漏极 ; 第m级 二号器件的源极接与该二号器件串联的二号器件的漏极。
    8: 根据权利要求 1 所述的系统, 其特征在于, 有效的所述待机使能信号所对应的电压 为电源电压 ; 和 / 或, 无效的所述工作使能信号所对应的电压为地电压 ; 有效的所述工作使能信号所对应的 3 电压为电源电压。
    9: 一种存储器, 该存储器包括存储单元和字线 ; 所述字线与所述存储单元相连, 用于 在读写操作字线电压的支持下读出所述存储单元中的数据或向所述存储单元写入数据 ; 其 特征在于, 该存储器还包括电荷泵系统, 该电荷泵系统包括 : 受待机使能信号控制的待机模式电荷泵 ; 均受工作使能信号控制的工作模式电荷泵和受控开关 ; 负载电容 ; 一号分压电路 ; 二号分压电路 ; 一号比较器 ; 二号比较器 ; 或门电路 ; 振荡器 ; 其中, 所述待机模式电荷泵的输出端和所述工作模式电荷泵的输出端均与所述字线相连 ; 所述负载电容的一端与所述待机模式电荷泵的输出端相连, 另一端接地 ; 所述一号分压电路的输入端与所述待机模式电荷泵的输出端相连 ; 所述受控开关的两端分别接所述工作模式电荷泵的输出端与所述二号分压电路的输 入端 ; 所述一号比较器的正向输入端和反向输入端分别接一号基准电压和所述一号分压电 路的输出端 ; 所述二号比较器的正向输入端和反向输入端分别接二号基准电压和所述二号分压电 路的输出端 ; 所述或门电路的两个输入端分别与所述一号比较器的输出端和所述二号比较器的输 出端相连, 所述或门电路的输出端与所述振荡器的使能端相连 ; 所述振荡器的输出端分别接所述待机模式电荷泵的输入端和所述工作模式电荷泵的 输入端 ; 当所述待机使能信号有效时, 所述待机模式电荷泵处于工作状态而向所述字线提供所 述读写操作字线电压 ; 当所述工作使能信号有效时, 所述工作模式电荷泵处于工作状态而 向所述字线提供所述读写操作字线电压, 所述受控开关处于导通状态 ; 当所述工作使能信 号无效时, 所述工作模式电荷泵处于不工作状态, 所述受控开关处于不导通状态。
    10: 一种用电荷泵系统产生读写操作字线电压的方法, 所述电荷泵系统为权利要求 1 所述的电荷泵系统, 其特征在于, 该方法包括 : 步骤 1 : 保持待机使能信号一直有效, 使所述待机模式电荷泵一直处于工作状态而保 持向所述字线提供所述读写操作字线电压 ; 步骤 2 : 在需要对存储单元进行读操作或写操作时, 原处于无效状态的工作使能信号 变为有效状态, 所述工作模式电荷泵变为工作状态, 所述受控开关变为导通状态 ; 所述字线 上的所述读写操作字线电压因所述读操作或所述写操作的进行而下降 ; 步骤 3 : 当所述一号分压电路对所述读写操作字线电压分压所得到的输出电压低于所 述一号基准电压时, 所述一号比较器向所述或门电路输出逻辑 1 ; 当所述二号分压电路对 4 所述读写操作字线电压分压所得到的输出电压低于所述二号基准电压时, 所述二号比较器 向所述或门电路输出逻辑 1 ; 步骤 4 : 所述或门电路对其两个输入信号进行逻辑或运算后, 向所述振荡器提供使能 信号, 使所述振荡器启动而产生方波信号 ; 步骤 5 : 所述待机模式电荷泵和所述工作模式电荷泵均在所述方波信号的激励下向所 述负载电容提供电荷以提高字线上的所述读写操作字线电压 ; 步骤 6 : 判断所述工作使能信号是否处于有效状态, 如果是, 则返回所述步骤 3, 否则, 返回所述步骤 1。

    说明书


    电荷泵系统及用其产生读写操作字线电压的方法、 存储器

        技术领域 本发明涉及存储器芯片的读写操作技术领域, 特别是涉及一种电荷泵系统、 一种 用该电荷泵系统产生读写操作字线电压的方法以及一种包括该电荷泵系统的存储器。
         背景技术 对存储单元进行快速读写, 一直是高速存储器芯片 ( 如 FLASH 等 ) 的追求目标。 存 储单元的字线上的读写操作字线电压建立时间是制约读写速度的重要因素。 在高速存储器 芯片中, 读写操作字线电压一般在 3V 以上, 对于其在低电源电压 (3V 以下 ) 的应用, 需要用 电荷泵来产生读写操作字线电压。
         图 1 为现有技术提供的产生读写操作字线电压的电荷泵系统的结构图。如图 1 所 示, 该系统包括 : 受工作使能信号控制的电荷泵 101、 分压电路 102、 比较器 103、 振荡器 104 和负载电容 105。其中, 电荷泵 101 的输出端分别接负载电容 105 的一端和分压电路 102 的 输入端, 负载电容 105 的另一端接地 ; 比较器 103 的正向输入端和反向输入端分别接基准电 压 (Vref) 和分压电路 102 的输出端, 比较器 103 的输出端接振荡器 104 的输入端 ; 振荡器 104 的输出端接电荷泵 101 的输入端。 另外, 电荷泵 101 的输出端还接读操作或写操作所涉 及的存储单元的字线 106。 这样, 在工作使能信号为逻辑 0 时, 电荷泵 101 处于不工作状态, 整个系统不工作 ; 在工作使能信号为逻辑 1 时, 电荷泵 101 输出电压, 在负载电容 105 处形 成一电压 (VPP) 提供给字线 106, 用于在字线 106 上建立读写操作字线电压。在 VPP 提供给 字线 106 之后, 负载电容 105 上的电荷量会减少一部分, 因而 VPP 会发生下降, 如果任由其 一直下降, 将会造成在工作使能信号持续为逻辑 1 的情况下 ( 即持续进行读操作或写操作 的情况下 ) 因 VPP 过低而不能进行需要的读操作或写操作, 即该存储芯片不能正常工作, 这 是不允许的, 因而现有技术设置了分压电路 102 和比较器 103, 二者根据 VPP 的高低来控制 电荷泵 101 的工作, 使 VPP 维持在能保证存储芯片正常进行读写的水平, 其工作原理如下 : 经过分压电路 102 的分压, VPP 被降至图 1 中的 V 输入到比较器 103 的反向输入端, 在与正 向输入端所输入的基准电压 Vref 进行比较后, 如果 Vref 大于 V, 则说明 VPP 已下降到不能 保证存储芯片正常读写的水平, 此时比较器 103 输出一激励信号 Vout, 以使振荡器 104 产生 一定频率的方波信号 clk 输出到电荷泵 101, 电荷泵 101 接收到该方波信号 clk 后, 快速向 负载电容 105 提供电荷, 以提高其两端的电压 VPP, 这也提高了字线 106 上的电压, 保证了存 储芯片的正常读写操作。当然, 在分压电路 102 的输出电压 V 高于 Vref 时, 比较器 103 的 输出为 0( 即地电压 ), 此时振荡器 104 不工作。
         上述的工作使能信号可在逻辑 0 与逻辑 1 之间切换, 逻辑 0 意味着该信号的电压 为地电压, 逻辑 1 则意味着该信号的电压为电源电压。随着存储芯片应用需求的变化, 低电 源电压 ( 如低于 1.8V 的电源电压 ) 的存储芯片逐渐成为设计和发展的方向, 但是, 由于电 荷泵 101 的能力和效率会随电源电压的降低而降低, 因而利用图 1 所示的现有技术来建立 读写操作字线电压的时间就会越来越长, 这与存储芯片的快速读写目标背道而驰。
         发明内容 本发明所要解决的技术问题是提供一种电荷泵系统、 一种用该电荷泵系统产生读 写操作字线电压的方法以及一种包括该电荷泵系统的存储器, 能提高读写操作字线电压的 建立速度。
         本发明解决上述技术问题的技术方案如下 : 一种电荷泵系统, 该系统包括 :
         受待机使能信号控制的待机模式电荷泵 ;
         均受工作使能信号控制的工作模式电荷泵和受控开关 ;
         负载电容 ;
         一号分压电路 ;
         二号分压电路 ;
         一号比较器 ;
         二号比较器 ;
         或门电路 ;
         振荡器 ; 其中,
         所述待机模式电荷泵的输出端和所述工作模式电荷泵的输出端均与字线相连, 作 为该系统的输出端 ;
         所述负载电容的一端与所述待机模式电荷泵的输出端相连, 另一端接地 ;
         所述一号分压电路的输入端与所述待机模式电荷泵的输出端相连 ;
         所述受控开关的两端分别接所述工作模式电荷泵的输出端与所述二号分压电路 的输入端 ;
         所述一号比较器的正向输入端和反向输入端分别接一号基准电压和所述一号分 压电路的输出端 ;
         所述二号比较器的正向输入端和反向输入端分别接二号基准电压和所述二号分 压电路的输出端 ;
         所述或门电路的两个输入端分别与所述一号比较器的输出端和所述二号比较器 的输出端相连, 所述或门电路的输出端与所述振荡器的使能端相连 ;
         所述振荡器的输出端分别接所述待机模式电荷泵的输入端和所述工作模式电荷 泵的输入端 ;
         当所述待机使能信号有效时, 所述待机模式电荷泵处于工作状态 ; 当所述工作使 能信号有效时, 所述工作模式电荷泵处于工作状态, 所述受控开关处于导通状态 ; 当所述工 作使能信号无效时, 所述工作模式电荷泵处于不工作状态, 所述受控开关处于不导通状态。
         本发明的有益效果是 : 本发明中, 在待机使能信号有效时待机模式电荷泵处于工 作状态, 在工作使能信号有效时工作模式电荷泵处于工作状态, 且受控开关处于导通状态, 在工作使能信号无效时工作模式电荷泵处于不工作状态, 且受控开关处于不导通状态。这 样, 可在工作使能信号无效时使待机使能信号处于有效状态, 从而在负载电容两端的电压 ( 即读写操作字线电压 VPP) 不能保证字线正常读写存储单元时, 使一号分压电路输出至 一号比较器反向输入端的一号分压电压 V1 小于一号比较器正向输入端的一号基准电压 Vref1, 这样, 一号比较器的输出电压 Vout1 就使或门电路输出一激励信号 osc_en, 该激励 信号启动振荡器的工作, 使其产生一定频率的方波信号 clk 输出到待机模式电荷泵, 以提
         高负载电容两端的电压 VPP, 从而使字线上的电压提高至可正常读写的水平。 当字线需要对 存储单元进行读操作或写操作从而将工作使能信号置为有效状态时, 字线上的电压水平即 已满足读写操作要求, 因而可直接进行读写操作, 相对于现有技术在工作使能信号转变为 有效状态后需要一定的读写操作字线电压建立时间, 且电源电压越低, 该建立时间越长的 情况, 本发明的读写操作字线电压建立时间可认为为零, 因而本发明大大提高了读写操作 字线电压的建立速度, 也就提高了存储器的读写速度。
         在上述技术方案的基础上, 本发明还可以做如下改进 :
         进一步, 所述待机模式电荷泵的输出电压不大于所述工作模式电荷泵的输出电 压。
         进一步, 所述受控开关为 NMOS 管, 其栅极接所述工作使能信号, 其源极接所述工 作模式电荷泵的输出端, 其漏极接所述二号分压电路的输入端 ;
         或, 所述受控开关为 PMOS 管, 其栅极接所述工作使能信号, 其漏极接所述工作模 式电荷泵的输出端, 其源极接所述二号分压电路的输入端。
         进一步, 所述一号分压电路包括 n 个相互串联的一号器件 ; 其中, n 为不小于 2 的 整数 ; 与所述待机模式电荷泵的输出端相连的一号器件为第一级一号器件, 接地的一号 器件为第 n 级一号器件, 其余的 (n-2) 个一号器件均串联于所述第一级一号器件和所述第 n 级一号器件之间 ;
         所述一号分压电路的输出端位于所述第一级一号器件和所述第 n 级一号器件之 间。
         进一步, 所述一号器件为电阻 ;
         或,
         所述一号器件为电容 ;
         或,
         所述一号器件为 NMOS 管 ; 其中, 各一号器件的栅极均与该一号器件的源极相连 ; 第一级一号器件的漏极接所述待机模式电荷泵的输出端, 第 n 级一号器件的源极接地, 其 余各一号器件的漏极均接与该一号器件串联且比其更加靠近第一级一号器件的一号器件 的源极 ; 第 n 级一号器件的漏极接与该一号器件串联的一号器件的源极 ;
         或,
         所述一号器件为 PMOS 管 ; 其中, 各一号器件的栅极均与该一号器件的漏极相连 ; 第一级一号器件的源极接所述待机模式电荷泵的输出端, 第 n 级一号器件的漏极接地, 其 余各一号器件的源极均接与该一号器件串联且比其更加靠近第一级一号器件的一号器件 的漏极 ; 第 n 级一号器件的源极接与该一号器件串联的一号器件的漏极。
         进一步, 所述二号分压电路包括 m 个相互串联的二号器件 ; 其中, m 为不小于 2 的 整数 ;
         与所述受控开关的一端相连的二号器件为第一级二号器件, 接地的二号器件为第 m 级二号器件, 其余的 (m-2) 个二号器件均串联于所述第一级二号器件和所述第 m 级二号器 件之间 ;
         所述二号分压电路的输出端位于所述第一级二号器件和所述第 m 级二号器件之
         间。 进一步, 所述二号器件为电阻 ;
         或,
         所述二号器件为电容 ;
         或,
         所述二号器件为 NMOS 管 ; 其中, 各二号器件的栅极均与该二号器件的源极相连 ; 第一级二号器件的漏极接所述受控开关的一端, 第 m 级二号器件的源极接地, 其余各二号 器件的漏极均接与该二号器件串联且比其更加靠近第一级二号器件的二号器件的源极 ; 第 m 级二号器件的漏极接与该二号器件串联的二号器件的源极 ;
         或,
         所述二号器件为 PMOS 管 ; 其中, 各二号器件的栅极均与该二号器件的漏极相连 ; 第一级二号器件的源极接所述受控开关的一端, 第 m 级二号器件的漏极接地, 其余各二号 器件的源极均接与该二号器件串联且比其更加靠近第一级二号器件的二号器件的漏极 ; 第 m 级二号器件的源极接与该二号器件串联的二号器件的漏极。
         进一步, 有效的所述待机使能信号所对应的电压为电源电压 ;
         和 / 或,
         无效的所述工作使能信号所对应的电压为低电压 ; 有效的所述工作使能信号所对 应的电压为电源电压。
         本发明还公开了一种存储器, 该存储器包括存储单元和字线 ; 所述字线与所述存 储单元相连, 用于在读写操作字线电压的支持下读出所述存储单元中的数据或向所述存储 单元写入数据 ; 该存储器还包括电荷泵系统, 该电荷泵系统包括 :
         受待机使能信号控制的待机模式电荷泵 ;
         均受工作使能信号控制的工作模式电荷泵和受控开关 ;
         负载电容 ;
         一号分压电路 ;
         二号分压电路 ;
         一号比较器 ;
         二号比较器 ;
         或门电路 ;
         振荡器 ; 其中,
         所述待机模式电荷泵的输出端和所述工作模式电荷泵的输出端均与所述字线相 连;
         所述负载电容的一端与所述待机模式电荷泵的输出端相连, 另一端接地 ;
         所述一号分压电路的输入端与所述待机模式电荷泵的输出端相连 ;
         所述受控开关的两端分别接所述工作模式电荷泵的输出端与所述二号分压电路 的输入端 ;
         所述一号比较器的正向输入端和反向输入端分别接一号基准电压和所述一号分 压电路的输出端 ;
         所述二号比较器的正向输入端和反向输入端分别接二号基准电压和所述二号分
         压电路的输出端 ;
         所述或门电路的两个输入端分别与所述一号比较器的输出端和所述二号比较器 的输出端相连, 所述或门电路的输出端与所述振荡器的使能端相连 ;
         所述振荡器的输出端分别接所述待机模式电荷泵的输入端和所述工作模式电荷 泵的输入端 ;
         当所述待机使能信号有效时, 所述待机模式电荷泵处于工作状态而向所述字线提 供所述读写操作字线电压 ; 当所述工作使能信号有效时, 所述工作模式电荷泵处于工作状 态而向所述字线提供所述读写操作字线电压, 所述受控开关处于导通状态 ; 当所述工作使 能信号无效时, 所述工作模式电荷泵处于不工作状态, 所述受控开关处于不导通状态。
         本发明还公开了一种用电荷泵系统产生读写操作字线电压的方法, 所述电荷泵系 统为上述的电荷泵系统, 该方法包括 :
         步骤 1 : 保持待机使能信号一直有效, 使所述待机模式电荷泵一直处于工作状态 而保持向所述字线提供所述读写操作字线电压 ;
         步骤 2 : 在需要对存储单元进行读操作或写操作时, 原处于无效状态的工作使能 信号变为有效状态, 所述工作模式电荷泵变为工作状态, 所述受控开关变为导通状态 ; 所述 字线上的所述读写操作字线电压因所述读操作或所述写操作的进行而下降 ; 步骤 3 : 当所述一号分压电路对所述读写操作字线电压分压所得到的输出电压低 于所述一号基准电压时, 所述一号比较器向所述或门电路输出逻辑 1 ; 当所述二号分压电 路对所述读写操作字线电压分压所得到的输出电压低于所述二号基准电压时, 所述二号比 较器向所述或门电路输出逻辑 1 ;
         步骤 4 : 所述或门电路对其两个输入信号进行逻辑或运算后, 向所述振荡器提供 使能信号, 使所述振荡器启动而产生方波信号 ;
         步骤 5 : 所述待机模式电荷泵和所述工作模式电荷泵均在所述方波信号的激励下 向所述负载电容提供电荷以提高字线上的所述读写操作字线电压 ;
         步骤 6 : 判断所述工作使能信号是否处于有效状态, 如果是, 则返回所述步骤 3, 否 则, 返回所述步骤 1。
         附图说明
         图 1 为现有技术提供的产生读写操作字线电压的电荷泵系统的结构图 ;
         图 2 为本发明提供的电荷泵系统及其所在的存储器的结构图 ;
         图 3 为一号器件选用电阻或电容时的一号分压电路的结构图 ;
         图 4 为一号器件选用 PMOS 管时的一号分压电路的结构图 ;
         图 5 为一号器件选用 NMOS 管时的一号分压电路的结构图 ;
         图 6 为二号器件选用电阻或电容时的二号分压电路的结构图 ;
         图 7 为二号器件选用 PMOS 管时二号分压电路的结构图 ;
         图 8 为二号器件选用 NMOS 管时二号分压电路的结构图 ;
         图 9 为本发明提出的用电荷泵系统产生读写操作字线电压的方法的流程图 ;
         图 10 为电源电压 VDD、 待机使能信号、 工作使能信号以及读写操作字线电压 VPP 的 时序图。具体实施方式
         以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述, 所举实例只用于解释本发明, 并 非用于限定本发明的范围。
         图 2 为本发明提供的电荷泵系统及其所在的存储器的结构图。如图 2 所示, 本发 明提出的电荷泵系统包括 : 待机模式电荷泵 201、 工作模式电荷泵 202、 受控开关 211、 负载 电容 207、 一号分压电路 203、 二号分压电路 204、 一号比较器 205、 二号比较器 206、 或门电 路 209、 振荡器 210。图 2 还给出了包括该电荷泵系统的一种存储器的结构, 该存储器除了 包括上述的电荷泵系统之外, 还包括用于存储数据的存储单元 212 以及与存储单元 212 相 连的字线 208, 其中的字线 208 用于在读写操作字线电压的支持下读出存储单元 212 中存储 的数据或向存储单元 212 写入数据。
         本发明中, 待机模式电荷泵 201 受待机使能信号控制, 工作模式电荷泵 202 和受控 开关 211 均受工作使能信号控制。这里的待机使能信号和工作使能信号均具有有效和无效 两种状态, 无效的待机使能信号所对应的电压为地电压 ( 即为零电压 ), 有效的待机使能信 号所对应的电压为电源电压 ( 具体电源电压值根据该电荷泵系统所在的存储器的不同而 有所不同, 可为 3V, 也可为低于 3V 的低电源电压 )。同样, 无效的工作使能信号所对应的电 压为地电压, 有效的工作使能信号所对应的电压为电源电压。 本发明中, 待机模式电荷泵 201 和工作模式电荷泵 202 都为现有技术提供的能向 外部电路 ( 如负载电容 207) 快速提供电荷的电荷泵电路, 其具有使能端, 可在使能信号的 控制下处于工作状态或不工作状态, 其具有输入端, 可接振荡器的输出端, 从而接收振荡器 提供的一定频率的方波信号, 并在该方波信号的激励下向外部电路提供电荷。
         当待机使能信号有效时, 待机模式电荷泵 201 处于工作状态, 可向负载电容 207 提 供电荷, 从而向字线 208 提供读写操作字线电压 ; 当待机使能信号无效时, 待机模式电荷泵 201 可以处于不工作状态, 从而终止待机模式电荷泵 201 的工作, 当然, 在待机使能信号无 效时, 也可使待机模式电荷泵 201 处于工作状态。
         当工作使能信号有效时, 工作模式电荷泵 202 处于工作状态, 可向负载电容 207 提 供电荷, 从而向字线 208 提供读写操作字线电压, 受控开关 211 此时处于导通状态, 此时, 如 图 2 所示, 二号分压电路 204 的输入电压即为工作模式电荷泵 202 的输出电压 ( 或待机模 式电荷泵 201 的输出电压 ), 其值与负载电容 207 两端的电压 VPP 相同 ; 当工作使能信号无 效时, 工作模式电荷泵 202 处于不工作状态, 受控开关 211 处于不导通状态, 此时, 二号分压 电路 204 和二号比较器 206 都不工作, 二号比较器 206 的输出电压 Vout2 为零 ( 或为地电 压 ), 对或门电路 209 而言, 二号比较器 206 的输出 Vout2 就相当于其进行逻辑或运算的逻 辑 0。
         图 2 中, 待机模式电荷泵 201 的输出端和工作模式电荷泵 202 的输出端相连, 可作 为该电荷泵系统的输出端来使用。在应用该电荷泵系统的存储器中, 可将该电荷泵系统的 输出端与字线 208 相连, 从而由待机模式电荷泵 201 和工作模式电荷泵 202 共同向字线 208 提供进行读操作或写操作的读写操作字线电压, 这有利于提高存储器的读写速度。 当然, 在 该电荷泵系统应用于其他实施例中时, 该输出端也可向其他外部电路快速提供输出电压。 负载电容 207 的一端与待机模式电荷泵 201 的输出端相连, 另一端接地, 因而该电荷泵系统
         提供给字线 208 的电压即为两个电荷泵 ( 待机模式电荷泵 201 和工作模式电荷泵 202) 共 同向负载电容 207 提供的电荷所建立的电压 VPP。
         一号分压电路 203 的输入端与待机模式电荷泵 201 的输出端相连, 因而一号分压 电路 203 的输入电压即为上述的电压 VPP。
         受控开关 211 的两端分别接工作模式电荷泵 202 的输出端与二号分压电路 204 的 输入端, 因而在受控开关 211 处于导通状态时, 二号分压电路 204 的输入电压也为上述的电 压 VPP。
         一号比较器 205 的正向输入端和反向输入端分别接预定的一号基准电压 Vref1 和 一号分压电路 203 的输出端, 因而一号比较器 205 是对 Vref1 和一号分压电路 203 的输出 电压 V1 进行比较, 从而产生一输出电压信号 Vout1 的电路, 如果 Vref1 大于 V1, 意味着 VPP 不足以保证字线 208 对存储单元 212 正常进行读操作或写操作, 因而一号比较器 205 的输 出电压信号 Vout1 为提供给或门电路 209 进行逻辑或运算的逻辑 1 ; 如果 Vref1 不大于 V1, 则意味着 VPP 能够保证字线 208 对存储单元 212 正常进行读操作或写操作, 此时 Vout1 为 提供给或门电路 209 进行逻辑或运算的逻辑 0。
         二号比较器 206 的正向输入端和反向输入端分别接二号基准电压 Vref2 和二号分 压电路 204 的输出端, 因而二号比较器 206 是对 Vref2 和二号分压电路 204 的输出电压 V2 进行比较, 从而产生一输出电压信号 Vout2 的电路, 如果 Vref2 大于 V2, 意味着 VPP 不足以 保证字线 208 对存储单元 212 正常进行读操作或写操作, 因而二号比较器 206 的输出电压 信号 Vout2 为提供给或门电路 209 进行逻辑或运算的逻辑 1 ; 如果 Vref2 不大于 V2, 则意味 着 VPP 能够保证字线 208 对存储单元 212 正常进行读操作或写操作, 此时 Vout2 为提供给 或门电路 209 进行逻辑或运算的逻辑 0。
         或门电路 209 为进行逻辑或运算的电路, 本发明中的或门电路 209 具有两个输入 端和一个输出端, 其两个输入端分别与一号比较器 205 的输出端和二号比较器 206 的输出 端相连, 从而可对一号比较器 205 的输出信号和二号比较器 206 的输出信号进行逻辑或运 算, 图 2 中, 或门电路 209 的输出端与振荡器 210 的使能端相连, 因而该或门电路 209 的输 出电压为决定振荡器 210 是否工作的使能信号, 如果该使能信号为或门电路 209 的逻辑 1, 则振荡器 210 被启动工作, 可产生一定频率的方波信号 clk, 如果或门电路 209 的输出信号 为其逻辑 0, 则振荡器 210 不工作。
         振荡器 210 的输出端分别接待机模式电荷泵 201 的输入端和工作模式电荷泵 202 的输入端, 这样, 如果振荡器 210 处于工作状态从而可产生 clk, 则在待机使能信号为逻辑 1 的情况下, 待机模式电荷泵 201 工作, 从而向负载电容 207 提供电荷以提高其两端的电压 VPP, 在工作使能信号为逻辑 1 的情况下, 工作模式电荷泵 202 工作, 从而向负载电容 208 提 供电荷以提高其两端的电压 VPP。 当然, 如果此时待机使能信号和工作使能信号同时为逻辑 1, 则待机模式电荷泵 201 和工作模式电荷泵 202 同时向负载电容 207 提供电荷, 以共同提 高其两端的电压 VPP, 这样也就提高了 VPP 的提高速度。
         由此可见, 本发明中, 在待机使能信号有效时待机模式电荷泵处于工作状态, 在工 作使能信号有效时工作模式电荷泵处于工作状态, 且受控开关处于导通状态, 在工作使能 信号无效时工作模式电荷泵处于不工作状态, 且受控开关处于不导通状态。 这样, 可在工作 使能信号无效时使待机使能信号处于有效状态, 从而在负载电容两端的电压 ( 即读写操作字线电压 VPP) 不能保证字线正常读写存储单元时, 使一号分压电路输出至一号比较器反 向输入端的一号分压电压 V1 小于一号比较器正向输入端的一号基准电压 Vref1, 这样, 一 号比较器的输出电压 Vout1 就使或门电路输出一激励信号 osc_en, 该激励信号启动振荡器 的工作, 使其产生一定频率的方波信号 clk 输出到待机模式电荷泵, 以提高负载电容两端 的电压 VPP, 从而使字线上的电压提高至可正常读写的水平。 当字线需要对存储单元进行读 操作或写操作从而将工作使能信号置为有效状态时, 字线上的电压水平即已满足读写操作 要求, 因而可直接进行读写操作, 相对于现有技术在工作使能信号转变为有效状态后需要 一定的读写操作字线电压建立时间, 且电源电压越低, 该建立时间越长的情况, 本发明的读 写操作字线电压建立时间可认为为零, 因而本发明大大提高了读写操作字线电压的建立速 度, 也就提高了存储器的读写速度。
         另外, 当工作使能信号从无效变为有效时, 可继续使待机使能信号处于有效状态, 从而在 VPP 下降至不能满足存储芯片的读写操作需求时, 进一步使二号分压电路的输出 电压小于二号比较器正向输入端的二号基准电压 Vref2, 从而使二号比较器的输出电压 Vout2 通过或门电路与 Vout1 进行逻辑或运算后, 输出信号 osc_en 能启动振荡器, 振荡器输 出的 clk 信号分别提供给待机模式电荷泵和工作模式电荷泵, 这样, 待机模式电荷泵和工 作模式电荷泵就共同向负载电容提供电荷, 这提高了读写操作字线电压的恢复速度, 也就 可以提高包括了本发明提出的电荷泵系统的存储器的读写速度。
         为了降低该电荷泵系统在待机模式 ( 即工作使能信号无效而待机使能信号有效 ) 下的能耗, 本发明中, 可设置待机模式电荷泵 201 的输出电压, 使其不大于工作模式电荷泵 202 的输出电压。
         本发明还提出了一种利用上述的电荷泵系统来产生读写操作字线电压的方法, 图 9 为该方法的流程图。利用该方法, 电源电压 VDD、 待机使能信号、 工作使能信号、 VPP 的时 序如图 10 所示。
         如图 9 所示, 该方法包括以下步骤 :
         步骤 901 : 保持待机使能信号一直有效, 使待机模式电荷泵一直处于工作状态而 保持向字线提供读写操作字线电压。
         该步骤中的一直有效是以始终提供电源电压 VDD 为前提的, 如图 10 所示, 在 VDD 不为零且高于一定值的情况下, 待机使能信号一直处于有效状态。如果 VDD 下降到上述的 定值以下, 甚至减小到零, 则该步骤将无法执行。
         本步骤是在图 2 所示的电荷泵系统以及包括该电荷泵系统的存储器的结构的基 础上执行的。在待机使能信号一直处于有效状态的情况下, 待机模式电荷泵 201 就会一直 处于工作状态, 从而通过向负载电容 207 快速提供电荷的方式来保持向字线 208 提供读写 操作字线电压。如果字线 208 上的读写操作字线电压 ( 即负载电容 207 两端的电压 VPP) 下降而使一号分压电路 203 的输出 V1 低于一号基准电压 Vref1 时, 一号比较器 205 的输出 信号 Vout1 就变为或门电路 209 的逻辑 1, 这样, 或门电路 209 就输出 osc_en 信号, 而启动 振荡器 210 的工作, 令其产生一定频率的方波信号 clk 提供给待机模式电荷泵 201, 从而向 负载电容 207 提供更多的电荷, 以提高其两端的电压 VPP, 即提高字线 208 上的读写操作字 线电压, 最终使 V1 不小于 Vref1 为止, 此时, 字线 208 上的电压满足正常对存储单元 212 进 行读操作或写操作的水平。步骤 902 : 在需要对存储单元进行读操作或写操作时, 原处于无效状态的工作使 能信号变为有效状态, 工作模式电荷泵变为工作状态, 受控开关变为导通状态 ; 字线上的读 写操作字线电压因读操作或写操作的进行而下降。
         是否需要对存储单元进行读操作或写操作, 是由存储器外部的控制电路来控制 的, 在该控制电路需要对存储单元进行读操作或写操作时, 就将工作使能信号由无效状态 变为有效状态, 从而使工作模式电荷泵由原来的不工作状态变为工作状态, 并使受控开关 由原来的不导通状态变为导通状态。
         图 2 中的字线 208 上的读写操作字线电压必须达到一定的电压水平 ( 本发明称该 电压水平为读写水平 ) 才能对存储单元 212 进行正常的读操作或写操作, 如果字线 208 上 的电压 ( 即负载电容 207 两端的电压 VPP) 低于该读写水平, 则不能对存储单元 212 进行正 常的读操作或写操作。而本发明在步骤 901 中已保持使待机模式电荷泵 201 处于工作状 态, 从而在本步骤之前即已保证 VPP 达到了读写水平, 因而在步骤中, 在控制电路将工作使 能信号由无效状态调整为有效状态的同时, 字线 208 即已开始对存储单元 212 进行读操作 或写操作, 相对于现有技术需要一定的读写操作字线电压建立时间的情形, 本发明无疑大 大提高了存储器的读写操作反应速度。
         字线 208 上的读写操作字线电压 ( 即负载电容 207 两端的电压 VPP) 会因读操作 或写操作的进行而下降, 这是负载电容 207 在读操作或写操作的同时放电的结果。如果任 由 VPP 下降, 则字线 208 上的电压将很快低于读写水平而不能实现正常的读操作或写操作, 因而本发明所提供的电荷泵系统需要及时向负载电容 207 提供电荷, 以提高其两端的电压 VPP, 从而保证字线 208 上的电压始终保持在读写水平以上, 这是通过步骤 903-906 来实现 的。
         步骤 903 : 当一号分压电路对读写操作字线电压分压所得到的输出电压低于一号 基准电压时, 一号比较器向或门电路输出逻辑 1 ; 当二号分压电路对读写操作字线电压分 压所得到的输出电压低于二号基准电压时, 二号比较器向或门电路输出逻辑 1。
         在步骤 902 中, 字线 208 上的读写操作字线电压因读操作或写操作的进行而下降, 根据图 2 所示的结构图, 一号分压电路 203 和二号分压电路 204 的输入均为上述的 VPP, 也 就是字线 208 上的读写操作字线电压, VPP 的降低也会使一号分压电路 203 和二号分压电路 204 的输出信号 (V1 和 V2) 下降, 而当 V1 低于接一号比较器 205 正向输入端的一号基准电 压 Vref1 时, 一号比较器 205 就向或门电路 209 输出 Vout1 信号, 此时, 该 Vout1 信号的值 相当于或门电路 209 的逻辑 1。与此类似, 当 V2 低于接二号比较器 206 正向输入端的二号 基准电压 Vref2 时, 二号比较器 206 就向或门电路 209 输出 Vout2 信号, 此时, 该 Vout2 信 号的值也相当于或门电路 209 的逻辑 1。
         步骤 904 : 或门电路对其两个输入信号进行逻辑或运算后, 向振荡器提供使能信 号, 使振荡器启动而产生方波信号。
         无论一号比较器 205 向或门电路 209 输出逻辑 1 信号, 还是二号比较器 206 向或门 电路 209 输出逻辑 1 信号, 或者一号比较器 205 和二号比较器 206 共同向或门电路 209 输 出逻辑 1 信号, 或门电路 209 对其两个输入信号进行逻辑或运算后, 都会输出 osc_en 信号 作为振荡器 210 的使能信号, 以启动振荡器 210 的工作, 使其产生一定频率的方波信号 clk, 该 clk 信号为待机模式电荷泵 201 和工作模式电荷泵 202 的激励信号。步骤 905 : 待机模式电荷泵和工作模式电荷泵均在方波信号的激励下向负载电容 提供电荷以提高字线上的读写操作字线电压。
         接收到上述的 clk 信号后, 待机模式电荷泵和工作模式电荷泵均会快速向负载电 容 207 提供电荷, 以快速提高其两端的电压 VPP, 从而提高字线 208 上的读写操作字线电压, 并且只要 VPP 不能保证 V1 等于或超过 Vref1, 待机模式电荷泵 201 就持续向负载电容 207 提供电荷, 只要 VPP 不能保证 V2 等于或超过 Vref2, 工作式电荷泵 202 就持续向负载电容 207 提供电荷。
         步骤 906 : 判断工作使能信号是否处于有效状态, 如果是, 则返回步骤 903, 否则, 返回步骤 901。
         在步骤 905 的执行结果使 V1 等于或超过 Vref1, 并使 V2 等于或超过 Vref2 时, 开 始执行本步骤。
         如果工作使能信号还处于有效状态, 意味着字线 208 需要继续对存储单元 212 进 行读操作或写操作, 因而就要返回步骤 903, 重新执行步骤 903 至本步骤, 继续由一号分压 电路 203 与一号比较器 205 的组合、 以及二号分压电路 204 与二号比较器 206 的组合来控 制振荡器 210 的工作, 保证 VPP 不低于读写水平。 如果在步骤 905 之后, 工作使能信号已变为无效状态, 意味着字线 208 已不需要对 存储单元 212 进行读操作或写操作, 则可以返回步骤 901, 仅由一号分压电路 203 与一号比 较器 205 的组合来控制振荡器 210 的工作, 保证 VPP 不低于读写水平, 从而保证下一次读操 作或写操作无需经过读写操作字线电压建立时间即可正常进行读写。
         利用该方法, 在待机使能信号和工作使能信号同时处于有效状态 ( 即图 10 中的高 电位 ) 时, VPP 的时域变化情况即表现为图 10 所示的不稳定的波动形状, 且该波动形状的 时域信号的平均值不小于上述的读写水平。
         为了达到上述使 VPP 的波动形状的时域信号的平均值等于待机使能信号为逻辑 1 而工作使能信号为逻辑 0 时 VPP 的稳定电位的目的, 本发明中, 待机模式电荷泵 201 的输出 电压应小于或等于工作模式电荷泵 202 的输出电压。
         本发明中的受控开关 211 为受工作使能信号控制的受控开关, 其具有多种实现形 式, 例如, 受控开关 211 可用现有技术提供的 N 沟道金属 - 氧化物 - 半导体晶体管 (NMOS 管 ) 来实现, 其栅极接工作使能信号, 其源极接工作模式电荷泵 202 的输出端, 其漏极接二号分 压电路 204 的输入端?;蛘?, 受控开关 211 也可以用 P 沟道金属 - 氧化物 - 半导体晶体管 (PMOS 管 ) 来实现, 其栅极接工作使能信号, 其漏极接工作模式电荷泵 202 的输出端, 其源极 接二号分压电路 204 的输入端。
         一号分压电路 203 是对 VPP 进行分压从而得到与 Vref1 进行比较的电压信号 V1 的 电路, 其实现形式有多种, 例如, 一号分压电路 203 可包括 n 个相互串联的一号器件 ; 其中, n 为不小于 2 的整数, 该一号分压电路 203 的输入端与待机模式电荷泵 201 的输出端相连, 该一号分压电路 203 的输出端输出的信号为可变化的电压信号 V1, 因此, 可将该一号分压 电路 203 中与待机模式电荷泵 201 的输出端相连的一号器件称为第一级一号器件, 将接地 的一号器件称为第 n 级一号器件, 其余的 (n-2) 个一号器件均串联于第一级一号器件和第 n 级一号器件之间, 并且, 该一号分压电路 203 的输出端位于第一级一号器件和第 n 级一号 器件之间。
         通常情况下, 为了便于设计, 可将各一号器件设计为完全相同的器件。 而一号分压 电路 203 的输出电压 V1 越低, 则 Vref1 也就可以设置得越低, 这样, 该系统的功耗也就相应 地降低, 因此, 一号分压电路 203 的输出端可设置在第 n 级一号器件前端, 即 V1 为第 n 级一 号器件两端的电压 ( 另一端接地 )。
         上述的一号器件可以由多种电路器件来实现, 例如, 可用电阻或电容来实现, 图3 为一号器件选用电阻或电容时的一号分压电路的结构图, 该图中的 n 取 3, 标号 301-303 所 示的一号器件可全用电阻来实现, 或全用电容来实现。图 3 中, 与待机模式电荷泵 201 的 输出端相连的即为第一级一号器件 301, 接地的即为第三级一号器件 303, 该一号分压电路 的输出端 ( 即 V1 所示的位置 ) 在一号器件 302 与 303 之间, 这样, V1 即为第三级一号器件 303 两端的电压。
         另外, 一号器件还可以用 PMOS 管来实现。图 4 为一号器件选用 PMOS 管时的一号 分压电路的结构图。如图 4 所示, 这里的 n 取 4, 各一号器件 (401-404) 的栅极均与该一号 器件的漏极相连 ; 第一级一号器件 401 的源极接待机模式电荷泵 201 的输出端, 第四级一号 器件 404 的漏极接地, 其余各一号器件 (402 和 403) 的源极均接与该一号器件串联且比其 更加靠近第一级一号器件 401 的一号器件的漏极, 即图 4 中, 一号器件 402 的源极接一号器 件 401 的漏极, 一号器件 403 的源极接一号器件 402 的漏极, 另外, 第四级一号器件 404 的 源极接与该一号器件串联的一号器件 403 的漏极。 一号器件还可以用 NMOS 管来实现, 图 5 为一号器件选用 NMOS 管时的一号分压电 路的结构图。 如图 5 所示, 这里的 n 取 5, 各一号器件 (501-505) 的栅极均与该一号器件的源 极相连 ; 第一级一号器件 501 的漏极接待机模式电荷泵 201 的输出端, 第五级一号器件 505 的源极接地, 其余各一号器件 (502-504) 的漏极均接与该一号器件串联且比其更加靠近第 一级一号器件的一号器件的源极, 即一号器件 502 的漏极接一号器件 501 的源极, 一号器件 503 的漏极接一号器件 502 的源极, 一号器件 504 的漏极接一号器件 503 的源极, 此外, 第五 级一号器件 505 的漏极接与该一号器件串联的一号器件 504 的源极。
         在图 4 和图 5 的结构中, 输出端均选最优位置, 即第 n 级一号器件的前端 ( 即有别 于接地端的一端 ), 从而使相应一号分压电路的输出电压 V1 即为第 n 级一号器件两端的电 压。
         由图 3-5 可以看出, 本发明中的 n 可以取任一不小于 2 的整数值, 相应的结构可以 根据图 3-5 的结构类推出来, 本发明不再做具体描述, 但这些结构也在本发明的?;し段?之内。
         本发明中的二号分压电路 204 也有多种实现形式, 例如, 其包括 m 个相互串联的二 号器件 ; 其中, m 为不小于 2 的整数。
         将该二号分压电路 204 中与受控开关 211 的一端相连的二号器件称为第一级二号 器件, 接地的二号器件称为第 m 级二号器件, 其余的 (m-2) 个二号器件均串联于第一级二号 器件和第 m 级二号器件之间 ; 该二号分压电路 204 的输出端可位于第一级二号器件和第 m 级二号器件之间, 较优的, 各二号器件完全相同, 该二号分压电路 204 的输出端位于第 m 级 二号器件的前端 ( 即有别于接地端的一端 ), 即该二号分压电路 204 的输出电压 V2 为第 m 级二号器件两端的电压 ( 另一端接地 )。
         上述的二号器件可以选用电阻、 电容、 NMOS 管和 PMOS 管等各种元器件来实现。图
         6 为二号器件选用电阻或电容时的二号分压电路的结构图。如图 6 所示, 这里的 m 取 3, 二 号器件 (601-603) 全为电阻, 或全为电容, 第一级二号器件 601 与受控开关 211 的输出端相 连, 第三级二号器件 603 接地, 输出电压信号 V2 在第三级二号器件 603 与二号器件 602 之 间, 这样, V2 即为第三级二号器件 603 两端的电压。
         图 7 为二号器件选用 PMOS 管时二号分压电路的结构图。如图 7 所示, m 取 4, 各二 号器件 (701-704) 的栅极均与该二号器件的漏极相连 ; 第一级二号器, 701 的源极接受控开 关 211 的一端, 第四级二号器件 704 的漏极接地, 其余各二号器件 (702 和 703) 的源极均接 与该二号器件串联且比其更加靠近第一级二号器件的二号器件的漏极, 即二号器件 702 的 源极接二号器件 701 的漏极, 二号器件 703 的源极接二号器件 702 的漏极, 此外, 第四级二 号器件 704 的源极接与该二号器件串联的二号器件 703 的漏极。输出电压 V2 在第四级二 号器件 704 的源极, 从而使 V2 即为第四级二号器件 704 两端的电压。
         图 8 为二号器件选用 NMOS 管时二号分压电路的结构图。如图 8 所示, 这里的 m 取 5, 各二号器件 (801-805) 的栅极均与该二号器件的源极相连 ; 第一级二号器件 801 的漏极 接受控开关 211 的一端, 第五级二号器件 805 的源极接地, 其余各二号器件 (802-804) 的漏 极均接与该二号器件串联且比其更加靠近第一级二号器件的二号器件的源极, 即二号器件 802 的漏极接二号器件 801 的源极, 二号器件 803 的漏极接二号器件 802 的源极, 二号器件 804 的漏极接二号器件 803 的源极, 此外, 第五级二号器件 805 的漏极接与该二号器件串联 的二号器件 804 的源极。该二号分压电路的输出端 (V2 所示的位置 ) 在第五级二号器件 805 的漏极。
         当然, m 可以取不小于 2 的任一整数, 相应的二号分压电路的结构可以参考图 6-8 进行类推, 本发明不做赘述, 但这些结构在本发明的?;し段е?。
         由此可见, 本发明具有以下优点 :
         (1) 本发明中, 在待机使能信号有效时待机模式电荷泵处于工作状态, 在工作使能 信号有效时工作模式电荷泵处于工作状态, 且受控开关处于导通状态, 在工作使能信号无 效时工作模式电荷泵处于不工作状态, 且受控开关处于不导通状态。这样, 可在工作使能 信号无效时使待机使能信号处于有效状态, 从而在负载电容两端的电压 ( 即读写操作字线 电压 VPP) 不能保证字线正常读写存储单元时, 使一号分压电路输出至一号比较器反向输 入端的一号分压电压 V1 小于一号比较器正向输入端的一号基准电压 Vref1, 这样, 一号比 较器的输出电压 Vout1 就使或门电路输出一激励信号 osc_en, 该激励信号启动振荡器的 工作, 使其产生一定频率的方波信号 clk 输出到待机模式电荷泵, 以提高负载电容两端的 电压 VPP, 从而使字线上的电压提高至可正常读写的水平。当字线需要对存储单元进行读 操作或写操作从而将工作使能信号置为有效状态时, 字线上的电压水平即已满足读写操作 要求, 因而可直接进行读写操作, 相对于现有技术在工作使能信号转变为有效状态后需要 一定的读写操作字线电压建立时间, 且电源电压越低, 该建立时间越长的情况, 本发明的读 写操作字线电压建立时间可认为为零, 因而本发明大大提高了读写操作字线电压的建立速 度, 也就提高了存储器的读写速度。
         (2) 本发明中, 当工作使能信号从逻辑 0 变为逻辑 1 时, 可继续保持待机使能信号 为逻辑 1, 从而在 VPP 下降至不能满足存储芯片的读写操作需求时, 进一步使二号分压电路 的输出电压小于二号比较器正向输入端的二号基准电压 Vref2, 从而使二号比较器的输出电压 Vout2 通过或门电路与 Vout1 进行逻辑或运算后, 输出信号 osc_en 启动振荡器, 输出 clk 分别提供给待机模式电荷泵和工作模式电荷泵, 这样, 在待机模式电荷泵和工作模式电 荷泵共同向负载电容提供电荷, 可提高读写操作字线电压的恢复速度, 也就可以提高应用 本发明的存储芯片的读写速度。
         以上所述仅为本发明的较佳实施例, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精神和 原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的?;し段е?。

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    本文标题:电荷泵系统及用其产生读写操作字线电压的方法、存储器.pdf
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