[发明专利]一种电荷泵输出高压的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是控制电荷泵输出高压的装置，主要使用在电可擦可编程只读存储器(EEPROM)中，用于控制电荷泵产生基本存储单元的写入和擦除高电压，从而保护基本存储单元的写入与擦除过程，减小操作失败的概率。

背景技术

非易失性存储器广泛应用于数据处理中，EEPROM是一种中被广泛使用的非易失性存储器。

EEPROM是采用一个片上电荷泵产生的高压Vpp对基本存储单元进行编程，这个电压一般为14伏，比芯片正常工作时的电源电压高很多。为了保护基本存储单元的氧化层，要求该编程高压Vpp具有特定的上升时间tr、下降时间tf、保持时间th以及精确的输出峰值电压Vpp，如图1所示为Vpp的波形图。

如图2所示为产生该Vpp的电荷泵系统框图，主要通过设定参考电压VREF的波形来控制Vpp的波形。该电荷泵系统由振荡器I0、二输入与非门I1、电荷泵I2、分压电阻R1和R2、比较器I3和参考电压产生电路I4组成。

当经过分压后的电荷泵12输出电压VRL比VREF低时，比较器13的输出电压VE为高，此时二输入与非门I1的输出CPCLK为振荡器I0产生的时钟，该时钟CPCLK输入到电荷泵I2中控制电荷泵I2正常充电，得到需要的输出电压Vpp。

当经过分压后的电荷泵I2输出电压VRL比VREF高时，比较器I3的输出电压VE为低，此低电平屏蔽二输入与非门I1的时钟输入端，输出到电荷泵12的CPCLK是低电平，电荷泵停止充电，电压保持固定或者逐渐降低。

这两个过程循环进行就可以控制Vpp的产生过程，只要设定好VREF的波形就可以控制Vpp的波形，而且Vpp的峰值电压也可以精确设定为VREF的倍数，比如Vpp=R1+R2R2*VREF,]]>其精度与VREF一致。

目前国内外专利中，大部分只关注电荷泵的设计以及简单控制其充电开始和充电结束。比如美国专利US6195291B1就是采用两个比较器对电荷泵的输出电压进行检测，分别为EEPROM的编程和擦除过程提供高压，当电荷泵输出电压高于参考电压时，电荷泵就不再进行升压，保持输出不变或者下拉到0V，这样输出电压的上升时间完全由电荷泵自身结构的上升时间决定，受工艺影响大，无法固定为特定值。

美国专利US6166960采用ADC将电荷泵输出的高压转变成数字信号，然后经过微控制器逻辑运算后对电荷泵进行控制，从其实施例和工作的流程图看，只是实现一个高压电平的检测，确定是否达到设计值，对升压过程没有办法控制，因此无法单独控制升压过程得到特定的上升时间。

美国专利US5890191中的电荷泵也只是由一个使能信号EN控制，通过数字逻辑对EEPROM阵列进行检测其工作状态，寄存器给出连续的电荷泵使能信号才控制电荷泵输出高压。这样这个专利只能控制电荷泵输出高压的时间而无法设定特定的高压上升时间。

综上所述，目前现有技术都无法控制电荷泵充电过程得到特定的上升时间，只能得到特定的保持时间。而在EEPROM中，编程高压Vpp的上升时间一般都有具体的规定，以免破坏存储单元的氧化层。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出一种结构简单，产生具有特定上升时间和保持时间的参考电压，用于控制电荷泵产生特定波形的高压Vpp。

为了实现上述发明目的，本发明具体是这样实现的：

一种电荷泵输出高压的控制装置，由振荡器、二输入与非门、电荷泵、两个分压电阻、比较器和参考电压产生电路组成，其中振荡器的输出端接二输入与非门的一个输入端，二输入与非门的输出端经电荷泵后，串接两个分压电阻，其中一分压电阻一端接电荷泵，一端接比较器的负极输入端，另一分压电阻一端接比较器的负极输入端，一端接地，参考电压产生电路的输出端接比较器的正极输入端，比较器的输出端接二输入与非门的另一输入端，

所述参考电压产生电路由参考电压电流源和模式产生电路组成，