[发明专利]电荷泵装置及其稳压方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体存储技术领域，特别涉及一种电荷泵装置及其稳压方法。

背景技术

近年来，在半导体存储器迅速发展的过程中，由于DRAM、EEPROM、FLASH等先进存储器具有高密度、低功耗和低价格的优点，已经成为了计算机、移动通信终端中普遍采用存储装置。

半导体存储器中，电荷泵是提供高压的电路模块，存储系统利用电荷泵输出的高压把数据写进存储模块中，图1为传统的电荷泵装置的电路示意图，图2为图1中电荷泵装置的信号时序图。但是，由于输出路径上的延时，输出的电压会产生无序的波动，即所谓的“纹波”噪声(见图2中输出电压HV)，而这种“纹波”噪声将造成存储器操作时的不稳定，影响器件的可靠性。因此，电荷泵工作时需要对其输出的电压进行稳压。

通常，为了减少所述“纹波”噪声，一般需要在输出节点上增加稳压电容，如图所示，输入电荷泵的PROG信号用来启动写操作的准备工作，例如，在准备工作中进行存储地址(ADD)的选择(见图中椭圆虚线)。而Web信号用来驱动电荷泵，只有当所示Web信号输入电荷泵的时候，电荷泵才开始工作，与此同时稳压电容(C_filter)、电容负载(C_load)和电流负载(I_load)开始工作，其中，稳压电容可以起到减少“纹波”噪声的作用。

然而问题在于，上述稳压电容又会增加电荷泵的上升时间(即提升电压的时间)，从而直接影响整个存储器系统的操作时间，降低了系统的工作效率。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种电荷泵装置及其稳压方法，避免稳压电容增加上升时间，以改善系统工作效率降低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种电荷泵装置，包括：电荷泵、多个稳压电容和多个切换控制模块，其中，

每个稳压电容，通过一个相应的切换控制模块与电荷泵连接，

所述电荷泵，在写操作准备阶段对所述多个稳压电容一起进行预充电，

所述切换控制模块，控制相应的稳压电容与所述电荷泵的接通与断开。

所述切换控制模块包括比较器，判断电荷泵电压是否大于各个稳压电容相应的参考电压，如果是，则将稳压电容与电荷泵接通。

所述的电荷泵装置还包括：负载模块和负载控制模块，其中，所述负载模块通过所述负载控制模块与电荷泵连接，所述负载控制模块，控制所述负载模块与电荷泵的接通与断开。

所述负载模块包括依次连接的电容负载和电流负载。

所述切换控制模块输出控制信号来控制相应的稳压电容与所述电荷泵的接通与断开，所述控制信号CEN与所述比较器的输出信号HV_UP和电荷泵预充信号PROGST具有以下关系：CEN＝PRGST xnor HV_UP。

相应的，还提供一种电荷泵装置的稳压方法，所述电荷泵装置包括电荷泵和多个稳压电容，所述稳压方法包括：

写操作准备阶段对所述多个稳压电容一起进行预充电，

当web信号为低电平时，逐个断开各个稳压电容与电荷泵的连接，以提升电荷泵的电压，

当电荷泵电压被提升至各个稳压电容相应的参考电压时，逐个将稳压电容与电荷泵连接。

当电荷泵电压被提升至各个稳压电容相应的参考电压时逐个将稳压电容与电荷泵连接，包括以下步骤：

提供各个稳压电容相应的参考电压，

判断电荷泵电压是否大于所述参考电压，如果是，则将稳压电容与电荷泵连接。

所述电荷泵装置具有负载模块，所述的电荷泵装置的稳压方法还包括当web信号为低电平时将负载模块与电荷泵连接。

所述负载模块包括依次连接的电容负载和电流负载。

所述逐个断开各个稳压电容与电荷泵的连接、以及逐个将稳压电容与电荷泵连接通过各个稳压电容相应的控制信号CEN来实现；

所述控制信号CEN，与所述判断电荷泵电压是否大于所述参考电压的结果输出信号HV_UP和电荷泵预充信号PROGST具有以下关系：CEN＝PRGSTxnor HV_UP。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

采用上述电荷泵装置及其稳压方法，在写操作准备阶段(即写操作前)给各个稳压电容预充的方式。在PROGST和Web之间，存储单元的选择(cellselection)和稳压电容的预充一起进行，能够避免稳压电容增加上升时间，以改善系统工作效率降低的问题。电荷泵输出电压的上升时间和纹波现象都可以同时得到优化，也即在不影响减少纹波现象的情形下，可以减少上升时间，从而提高存储系统整体的性能。