[发明专利]具有电荷泵的半导体装置

说明书

可在各种应用中实施具有半导体电荷泵的设备及方法。此电荷泵可具有电荷泵单元芯，所述电荷泵单元芯包含泵区段及耦合到所述泵区段以转移电荷的单个通过门，其中所述单个通过门是直接耦合到所述电荷泵单元芯的输入及输出的n沟道金属氧化物半导体NMOS晶体管。电荷的所述转移可基于一组时钟信号。本发明还揭示额外设备、系统及方法。

背景技术

在例如动态随机存取存储器(DRAM)的各种产品中使用的当前电荷泵将通过门用于电荷共享。这些通过门通常被实施为具有与n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管串联的p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管的金属氧化物半导体(MOS)晶体管的布置。图1展示具有输入102及输出112的可在若干个集成电路中实施的电荷泵的常规单元芯101。单元芯101可用作电荷泵中的若干个级。单元芯101具有升压区段及泵区段；所述升压区段包含响应于升压时钟信号的反相器驱动器117及升压电容器Cb 118，所述泵区段包含响应于泵时钟信号的反相器驱动器113及泵电容器Cpmp 114。NMOS晶体管106及PMOS晶体管103相对于输入/输出102及112串联布置，并且是用于通过单元芯101进行电荷转移的主要通过门。晶体管105经配置以产生用于单元芯101中的所有NMOS晶体管的体电压。晶体管107及108经配置以产生用于单元芯101中的所有PMOS晶体管的体电压。

半导体装置行业具有改进基于半导体的装置的操作的受市场驱动的需要。对这些装置的改进(包含对电荷泵的改进)可在集成于这些半导体装置内的电路的设计中提前解决。

附图说明

图1展示具有输入及输出的可在若干个集成电路中实施的电荷泵的常规单元芯。

图2是根据各种实施例的电荷泵的实例单元芯的示意图，其中单元芯具有作为单元芯的唯一通过门的n沟道金属氧化物半导体晶体管。

图3是根据各种实施例的具有两个级与两个互补级的实例电荷泵的示意图。

图4是根据各种实施例的具有如在图3的电荷泵中所布置的两个级与两个互补级的实例电荷泵的示意图，其中级的耦合被修改。

图5展示根据各种实施例的图3的电荷泵的时钟信号的实例。

图6A展示根据各种实施例的图3的电荷泵的操作的实例，其中电荷沿着路径从一个级的泵电容器转移以充电下一级的泵电容器。

图6B展示根据各种实施例沿着图6A中所展示的路径的电荷转移的操作的时序的实例。

图7A至7D图解说明根据各种实施例与使用单个n沟道金属氧化物半导体晶体管作为通过门进行电荷转移相关联的电压状态。

图8是根据各种实施例包含一组电荷泵的动态随机存取存储器的特征的框图。

图9是根据各种实施例操作电荷泵的实例方法的流程图。

图10图解说明根据各种实施例经布置以提供包含电荷泵的多个电子组件的晶片的实例。

图11展示根据各种实施例包含可包含电荷泵的组件的实例系统的框图。

具体实施方式

以下详细说明参考以图解说明方式展示本发明的各种实施例的附图。足够详细地描述这些实施例以使得所属领域的技术人员能够实践这些及其它实施例。还可利用其它实施例，且可对这些实施例作出结构、逻辑及电改变。各种实施例未必相互排斥，这是因为一些实施例可与一或多个其它实施例组合以形成新实施例。因此，不应在限制意义上理解以下详细说明。