[发明专利]电荷泵以及存储器

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，特别是涉及一种电荷泵以及存储器。

背景技术

在集成电路系统中，往往有很多用于特定操作的电路需要使用高于电源电压的直流电压。比如在闪速存储器中，必须产生一个较高的电压来用于数据编程和擦除。闪速存储器包含有若干存储单元阵列，通常，每个存储单元为一个场效应晶体管(FET)，所述场效应晶体管包括一个位于隧道氧化层表面的浮置栅，浮置栅可积累电荷，所述电荷对应一位数据信息。存储器数据的编程和擦除是通过控制浮置栅中电荷的注入和释放来进行的。存储器数据的编程需要通过热电子注入的方式将沟道中的电荷通过隧道氧化层注入到浮置栅中，热电子注入需要较高的能量才能将电荷穿过栅氧化层；存储器数据的擦除利用隧道效应将浮置栅的电荷通过隧道氧化层拉回沟道，隧道效应需要更高的能量才能将电荷拉回沟道。用于存储器数据编程通常比电源电压要高的多。在现有的闪速存储器中，数据编程(program)所需的编程电压为7V～8V，而电源电压为1.5V。为此，在现有的闪速存储器电路中，需要采用电荷泵，将1.5V的电源电压升压到7V～8V的数据编程所需的电压。

在现有技术中，所述电荷泵由多级相串联的电荷泵单元组成，每个所述电荷泵单元至少包括开关单元和输出电容，所述电荷泵利用输出电容积累电荷，以便将输入电压升压至较高的输出电压。然而，存储器的读取电压一般为3V左右，相比编程电压要低，所以，现有的电荷泵在读取(read)时，电荷泵单元的流经电流比较大，从而影响电荷泵的效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高效率的电荷泵以及存储器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电荷泵，用于向用电器提供第一电压以及第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，所述电荷泵包括：

n组子电荷泵，每组所述子电荷泵包括多级相串联的电荷泵单元，每一电荷泵单元包括电荷泵单元输入端、电荷泵单元输出端以及参考时钟端，在每组所述子电荷泵中，除第一级电荷泵单元外的每一级电荷泵单元的电荷泵单元输入端皆与前一级电荷泵单元的电荷泵单元输出端相连，n为正整数，且n≥2；其中

当所述电荷泵向所述用电器提供所述第一电压时，n组所述子电荷泵相互串联，所述电荷泵输出所述第一电压；

当所述电荷泵向所述用电器提供所述第二电压时，n组所述子电荷泵相互并联，所述电荷泵输出所述第二电压。

进一步的，第一级子电荷泵的电荷泵单元输入端作为本组所述子电荷泵的输入端，最后电荷泵单元的输出端作为本组所述子电荷泵的输出端，；

当所述电荷泵向所述用电器提供所述第一电压时，第1组所述子电荷泵的输入端接入电源电压，第i组所述子电荷泵的输入端接入第i-1组所述子电荷泵的输出端，n组所述子电荷泵相互串联，第n组所述子电荷泵的输出端连接一电荷泵第一输出端，所述电荷泵第一输出端输出所述第一电压，2≤i≤n；

当所述电荷泵向所述用电器提供所述第二电压时，n组所述子电荷泵的输入端均接入所述电源电压，n组所述子电荷泵的输出端并联后连接一电荷泵第二输出端，n组所述子电荷泵相互并联，所述电荷泵第二输出端输出所述第二电压。

进一步的，每一组所述子电荷泵均还包括一开关模块，所述开关模块的第一端连接本组所述子电荷泵最后电荷泵单元的输出端，所述开关模块的第二端连接所述电荷泵第二输出端，所述开关模块接收一控制信号，所述控制信号控制所述开关模块的第一端和所述开关模块的第二端之间的导通与断开；

第i组所述子电荷泵还包括一多路转换模块，所述多路转换模块的第一输入端连接第i-1组所述子电荷泵最后电荷泵单元的输出端，所述多路转换模块的第二输入端连接所述电源电压，所述多路转换模块的输出端连接第i组所述子电荷泵第一级子电荷泵的输入端，所述第i组开关模块接收所述控制信号，所述控制信号控制选择所述电源电压或第i-1组所述子电荷泵最后电荷泵单元的输出端的信号接入。

进一步的，当所述电荷泵向所述用电器提供所述第一电压时，所述控制信号控制所述开关模块的第一端和所述开关模块的第二端之间断开，所述控制信号控制选择第i-1组所述子电荷泵最后电荷泵单元的输出端的信号接入；

当所述电荷泵向所述用电器提供所述第二电压时，所述控制信号控制所述开关模块的第一端和所述开关模块的第二端之间导通，所述控制信号控制选择所述电源电压的信号接入。