发明名称 保留充电泵效率之高压产生电路
摘要 本发明揭示一种高压产生电路。在该高压产生电路中,一升压节点经复数个泵电路预充电并升压,且接着放电至一输出端子。当升压节点处之电压小于电源电压时,将升压节点处之电压提高至电源电压。当升压节点处之电压大于电源电压时,防止升压节点与电源电压之间形成一电流路径,以利保持升压节点处之电压。
申请公布号 TWI267863 申请公布日期 2006.12.01
申请号 TW094109393 申请日期 2005.03.25
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 鞠廷勋;金正锡;金大焕;李中和
分类号 G11C16/06(2006.01) 主分类号 G11C16/06(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种高压产生电路,其包含:一第一泵电路,其响应一第一预充电信号而预充电一第一升压节点至一电源电压,且响应一第一泵信号而升压该第一升压节点;一第二泵电路,其响应该第一预充电信号而预充电一第二升压节点至该电源电压,响应该第一泵信号而升压该第二升压节点,响应一第二预充电信号而预充电一第三升压节点,且响应一第二泵信号而升压该第三升压节点;一第三泵电路,其响应一第三泵信号而升压一第四升压节点;一第一开关,其响应一第一开关信号而将该第二升压节点连接至该第三升压节点;一第二开关,其响应该第一开关信号而将该第一升压节点连接至该第四升压节点;一第三开关,其响应一第二开关信号而将该第三升压节点连接至该第四升压节点;及一第四开关,其响应一第三开关信号而将该第四升压节点连接至一输出端子,藉此于该输出端子处提供一高压。2.如请求项1之高压产生电路,其中该第一泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该第一升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一预充电信号;一第二电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一电容器之间;一第三电晶体,其连接于该电源与该第一电容器之间,该第三电晶体具有一闸极;一第四电晶体,其连接于该电源与该第一升压节点之间,该第四电晶体具有连接至该第一电容器之一闸极;及一第二电容器,其升压该第一泵信号以藉此升压该第一升压节点。3.如请求项1之高压产生电路,其中该第二泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该第二升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一泵信号以藉此升压该第二升压节点;一第二电晶体,其连接于该电源与该第二升压节点之间,该第二电晶体具有一接收一经升压之第一预充电信号之闸极;一第三电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第三升压节点之间;一第二电容器,其升压该第二预充电信号;一第四电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第二电容器之间;一第五电晶体,其连接于该电源与该第二电容器之间,该第五电晶体具有一连接至该第三升压节点之闸极;一第六电晶体,其连接于该电源与该第三升压节点之间,该第六电晶体具有一连接至该第二电容器之闸极;及一第三电容器,其升压该第二泵信号以藉此升压该第三升压节点。4.如请求项1之高压产生电路,其中该第三泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该第四升压节点之间;一第一电容器,其升压该第三预充电信号;一第二电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一电容器之间;一第三电晶体,其连接于该电源与该第一电容器之间,该第三电晶体具有一连接至该第四升压节点之闸极;及一第二电容器,其升压该第三泵信号以藉此升压该第四升压节点。5.如请求项1之高压产生电路,其中该第一开关包含:一电容器,其升压该第一开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第一预充电信号之闸极;及一第三电晶体,其连接于该第二升压节点与该第三升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。6.如请求项1之高压产生电路,其中该第二开关包含:一电容器,其升压该第一开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第一预充电信号之闸极;一第三电晶体,其连接于该第一升压节点与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。7.如请求项1之高压产生电路,其中该第三开关包含:一电容器,其升压该第二开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第二预充电信号之闸极;及一第三电晶体,其连接于该第三升压节点与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。8.如请求项1之高压产生电路,其中该第四开关包含:一电容器,其升压该第三开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第三预充电信号之闸极;一第三电晶体,其连接于该电容器与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该经升压之第三预充电信号之闸极;及一第四电晶体,其连接于该第四升压节点与该输出端子之间,该第四电晶体具有一连接至该电容器之闸极。9.一种高压产生电路,其包含:一第一泵电路,其响应一第一预充电信号而预充电一第一升压节点至一电源电压,且响应一第一泵信号而升压该第一升压节点;一第二泵电路,其响应该第一预充电信号而预充电一第二升压节点至该电源电压,响应该第一泵信号而升压该第二升压节点,响应一第二泵信号而预充电一第三升压节点,且响应一第二泵信号而升压该第三升压节点;一第三泵电路,其响应一第三泵信号而升压一第四升压节点,该第三泵电路包含一连接于一提供该电源电压之电源与该第四升压节点之间之保持器;一第一开关,其响应一第一开关信号而将该第二升压节点连接至该第三升压节点;一第二开关,其响应该第一开关信号而将该第一升压节点连接至该第四升压节点;一第三开关,其响应一第二开关信号而将该第三升压节点连接至该第四升压节点;及一第四开关,其响应一第三开关信号而将该第四升压节点连接至一输出端子,藉此于该输出端子处提供高压。10.如请求项9之高压产生电路,其中该保持器包含一电容器。11.如请求项9之高压产生电路,其中该保持器包含一具有一长度及一宽度,且其中该长度大于该宽度之电晶体。12.如请求项9之高压产生电路,其中该第一泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一预充电信号;一第二电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一电容器之间;一第三电晶体,其连接于该电源与该第一电容器之间;一第四电晶体,其连接于该电源与该第一升压节点之间,该第四电晶体具有一连接至该第一电容器之闸极;及一第二电容器,其升压该第一泵信号以藉此升压该第一升压节点。13.如请求项9之高压产生电路,其中该第二泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第二升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一泵信号以藉此升压该第二升压节点;一第二电晶体,其连接于该电源与该第二升压节点之间,该第二电晶体具有一接收一经升压之第一预充电信号之闸极;一第三电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第三升压节点之间;一第二电容器,其升压该第二预充电信号;一第四电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第二电容器之间;一第五电晶体,其连接于该电源与该第二电容器之间,该第五电晶体具有一连接至该第三升压节点之闸极;一第六电晶体,其连接于该电源与该第三升压节点之间,该第六电晶体具有一连接至该第二电容器之闸极;及一第三电容器,其升压该第二泵信号以藉此升压该第三升压节点。14.如请求项9之高压产生电路,其中该第三泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第四升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一预充电信号;一第二电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一电容器之间;一第三电晶体,其连接于该电源与该第一电容器之间,该第三电晶体具有一连接至该第四升压节点之闸极;及一第二电容器,其升压该第三泵信号以藉此升压该第四升压节点。15.如请求项9之高压产生电路,其中该第一开关包含:一电容器,其升压该第一开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第一预充电信号之闸极;及一第三电晶体,其连接于该第二升压节点与该第三升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。16.如请求项9之高压产生电路,其中该第二开关包含:一电容器,其升压该第一开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该电容器之间;该第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第一预充电信号之闸极;一第三电晶体,其连接于该第一升压节点与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。17.如请求项9之高压产生电路,其中该第三开关包含:一电容器,其升压该第二开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第二预充电信号之闸极;及一第三电晶体,其连接于该第三升压节点与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。18.如请求项9之高压产生电路,其中该第四开关包含:一电容器,其升压该第三开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第三预充电信号之闸极;一第三电晶体,其连接于该电容器与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该经升压之第三预充电信号之闸极;及一第四电晶体,其连接于该第四升压节点与该输出端子之间,该第四电晶体具有一连接至该电容器之闸极。19.一种高压产生电路,其包含:一第一泵电路,其响应一第一预充电信号而预充电一第一升压节点至一电源电压,且响应一第一泵信号而升压该第一升压节点;一第二泵电路,其响应该第一预充电信号而预充电一第二升压节点至该电源电压,响应该第一泵信号而升压该第二升压节点,响应一第二预充电信号而预充电一第三升压节点,且响应一第二泵信号而升压该第三升压节点;一第三泵电路,其响应一预充电控制信号而选择性地预充电一第四升压节点,且响应一第三泵信号而升压该第四升压节点;一第一开关,其响应一第一开关信号而将该第二升压节点连接至该第三升压节点;一第二开关,其响应该第一开关信号而将该第一升压节点连接至该第四升压节点;一第三开关,其响应一第二开关信号而将该第三升压节点连接至该第四升压节点;及一第四开关,其响应一第三开关信号而将该第四升压节点连接至一输出端子,藉此于该输出端子处提供高压。20.如请求项19之高压产生电路,其中该预充电控制信号由一控制器产生,该控制器包含:一比较器,其响应该第三预充电信号而比较该电源电压与该第四升压节点处之电压,该比较器具有一输出;一第一电晶体,其连接于一控制器节点与地面之间,该第一电晶体具有一接收该第三预充电信号之闸极;一第二电晶体,其连接于提供该电源电压之一电源与该控制器节点之间,该第二电晶体具有一连接至该比较器之该输出端及该电源之闸极;一延迟器,其接收该第三预充电信号且延迟该信号达一预定时段;一正反器,其响应该经延迟之第三预充电信号而锁存一在该控制器节点处之信号,该正反器具有一输出;一逻辑闸,其接收该正反器之该输出及该第三预充电信号;一电容器,其升压该逻辑闸之该输出;及一第三电晶体,其连接于该电源与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。21.如请求项19之高压产生电路,其中该第一泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该第一升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一预充电信号;一第二电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一电容器之间;一第三电晶体,其连接于该电源与该第一电容器之间,该第三电晶体具有一闸极;一第四电晶体,其连接于该电源与该第一升压节点之间,该第四电晶体具有一连接至该第一电容器之闸极;及一第二电容器,其升压该第一泵信号以藉此升压该第一升压节点。22.如请求项19之高压产生电路,其中该第二泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一具有该电源电压之电源与该第二升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一泵信号以藉此升压该第二升压节点;一第二电晶体,其连接于该电源与该第二升压节点之间,该第二电晶体具有一接收一经升压之第一预充电信号之闸极;一第三电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第三升压节点之间;一第二电容器,其升压该第二预充电信号;一第四电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第二电容器之间;一第五电晶体,其连接于该电源与该第二电容器之间,该第五电晶体具有一连接至该第三升压节点之闸极;一第六电晶体,其连接于该电源与该第三升压节点之间,该第六电晶体具有一连接至该第二电容器之闸极;及一第三电容器,其升压该第二泵信号以藉此升压该第三升压节点。23.如请求项19之高压产生电路,其中该第三泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该第四升压节点之间;一第一电容器,其升压该第三预充电信号;一第二电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一电容器之间;一第三电晶体,其连接于该电源与该第一电容器之间,该第三电晶体具有一连接至该第四升压节点之闸极;及一第二电容器,其升压该第三泵信号以藉此升压该第四升压节点。24.如请求项19之高压产生电路,其中该第一开关包含:一电容器,其升压该第一开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第一预充电信号之闸极;及一第三电晶体,其连接于该第二升压节点与该第三升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。25.如请求项19之高压产生电路,其中该第二开关包含:一电容器,其升压该第一开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第一预充电信号之闸极;一第三电晶体,其连接于该第一升压节点与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。26.如请求项19之高压产生电路,其中该第三开关包含:一电容器,其升压该第二开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第二预充电信号之闸极;及一第三电晶体,其连接于该第三升压节点与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。27.如请求项19之高压产生电路,其中该第四开关包含:一电容器,其升压该第三开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第三预充电信号之闸极;一第三电晶体,其连接于该电容器与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该经升压之第三预充电信号之闸极;及一第四电晶体,其连接于该第四升压节点与该输出端子之间,该第四电晶体具有一连接至该电容器之闸极。28.一种高压产生电路,其包含:一第一泵电路,其响应一第一预充电信号而预充电一第一升压节点至一电源电压,且响应一第一泵信号而升压该第一升压节点;一第二泵电路,其响应该第一预充电信号而预充电一第二升压节点至该电源电压,响应该第一泵信号而升压该第二升压节点,响应一第二预充电信号而预充电一第三升压节点,且响应一第二泵信号而升压该第三升压节点;一第三泵电路,其使用一比较该电源电压与一高压之充电泵单元预充电一第四节点至一预定电压,且响应一第三泵信号而升压一第四升压节点;一第一开关,其响应一第一开关信号而将该第二升压节点连接至该第三升压节点;一第二开关,其响应该第一开关信号而将该第一升压节点连接至该第四升压节点;一第三开关,其响应一第二开关信号而将该第三升压节点连接至该第四升压节点;及一第四开关,其响应一第三开关信号而将该第四升压节点连接至一输出端子,藉此于该输出端子处提供高压。29.如请求项28之高压产生电路,其中该第三泵电路包含一电荷补偿器,该电荷补偿器包含:一第一电阻器,其具有一连接至一提供该电源电压之电源之第一端及一第二端;一第二电阻器,其具有一连接至该输出端子之第一端及一第二端;一第一比较器,其具有一连接至该第一电阻器之该第二端之第一输入端、一连接至该第二电阻器之该第二端之第二输入端,及一输出端;一第三电阻器,其连接于该第一电阻器之该第二端与该第一比较器之该输出端之间;一第四电阻器,其连接于该第二电阻器之该第二端与地面之间;一第二比较器,其具有一连接至该第一比较器之该输出端之第一输入端及一连接至该第四升压节点之第二输入端;及一电晶体,其连接于该输出端子与该第四升压节点之间,该电晶体具有一连接至该第二比较器之该输出端之闸极。30.如请求项28之高压产生电路,其中该第一泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该第一升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一预充电信号;一第二电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一电容器之间;一第三电晶体,其连接于该电源与该第一电容器之间,该第三电晶体具有一闸极;一第四电晶体,其连接于该电源与该第一升压节点之间,该第四电晶体具有一连接至该第一电容器之闸极;及一第二电容器,其升压该第一泵信号藉此升压该第一升压节点。31.如请求项28之高压产生电路,其中该第二泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该第二升压节点之间;一第一电容器,其升压该第一泵信号以藉此升压该第二升压节点;一第二电晶体,其连接于该电源与该第二升压节点之间,该第二电晶体具有一接收一经升压之第一预充电信号之闸极;一第三电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第三升压节点之间;一第二电容器,其升压该第二预充电信号;一第四电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第二电容器之间;一第五电晶体,其连接于该电源与该第二电容器之间,该第五电晶体具有一连接至该第三升压节点之闸极;一第六电晶体,其连接于该电源与该第三升压节点之间,该第六电晶体具有一连接至该第二电容器之闸极;及一第三电容器,其升压该第二泵信号以藉此升压该第三升压节点。32.如请求项28之高压产生电路,其中该第三泵电路包含:一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该第四升压节点之间;一第一电容器,其升压该第三预充电信号;一第二电晶体,其以二极体形式连接于该电源与该第一电容器之间;一第三电晶体,其连接于该电源与该第一电容器之间,该第三电晶体具有一连接至该第四升压节点之闸极;及一第二电容器,其升压该第三泵信号以藉此升压该第四升压节点。33.如请求项28之高压产生电路,其中该第一开关包含:一电容器,其升压该第一开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第一预充电信号之闸极;及一第三电晶体,其连接于该第二升压节点与该第三升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。34.如请求项28之高压产生电路,其中该第二开关包含:一电容器,其升压该第一开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第一预充电信号之闸极;一第三电晶体,其连接于该第一升压节点与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。35.如请求项28之高压产生电路,其中该第三开关包含:一电容器,其升压该第二开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一提供该电源电压之电源与该电容器之间;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第二预充电信号之闸极;及一第三电晶体,其连接于该第三升压节点与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该电容器之闸极。36.如请求项28之高压产生电路,其中该第四开关包含:一电容器,其升压该第三开关信号;一第一电晶体,其以二极体形式连接于一电源与该电容器之间,该电源具有该电源电压;一第二电晶体,其连接于该电源与该电容器之间,该第二电晶体具有一连接至一经升压之第三预充电信号之闸极;一第三电晶体,其连接于该电容器与该第四升压节点之间,该第三电晶体具有一连接至该经升压之第三预充电信号之闸极;及一第四电晶体,其连接于该第四升压节点与该输出端子之间,该第四电晶体具有一连接至该电容器之闸极。37.一种藉由连续执行预充电及升压而产生一高压之高压产生电路,其包含:一预充电一升压节点之电源;一升压该升压节点之泵信号;一将该升压节点连接至一输出端子之开关;一防止于预充电期间在该升压节点与该电源之间形成一电流路径之保持器。38.如请求项37之高压产生电路,其中该保持器包含一连接于该电源与该升压节点之间之电阻器。39.如请求项37之高压产生电路,其中该保持器包含一其长度大于其宽度之电晶体。40.一种藉由连续执行预充电及升压而产生一高压之高压产生电路,其包含:一预充电一升压节点至一电源电压之电源;一升压该升压节点之泵信号;一将该升压节点连接至一输出端子,藉此于该输出端子处提供一高压之开关;一在预充电期间使该升压节点处之一电压保持于一预定位准之电荷补偿器。41.如请求项40之高压产生电路,其中该电荷补偿器使该升压节点处之该电压保持在一等于该高压与该电源电压之差之电压位准。42.如请求项40之高压产生电路,其中该电荷补偿器包含:一第一电阻器,其具有一连接至该电源之第一端及一第二端;一第二电阻器,其具有一连接至该输出端子之第一端及一第二端;一第一比较器,其具有一连接至该第一电阻器之该第二端之第一输入端、一连接至该第二电阻器之该第二端之第二输入端,及一输出端;一第三电阻器,其连接于该第一电阻器之该第二端与该第一比较器之该输出端之间;一第四电阻器,其连接于该第二电阻器之该第二端与地面之间;一第二比较器,其具有一连接至该第一比较器之该输出端之第一输入端,及一连接至该升压节点之第二输入端;及一电晶体,其连接于该输出端子与该升压节点之间,该电晶体具有一连接至该第二比较器之该输出端之闸极。43.如请求项2之高压产生电路,其中该第一至第四电晶体为NMOS电晶体。44.如请求项20之高压产生电路,其中该第一至第三电晶体为NMOS电晶体。45.如请求项30之高压产生电路,其中该第一至第四电晶体为NMOS电晶体。图式简单说明:图1为习知高压产生电路之电路图;图2为说明图1中之习知高压产生电路之运作之波形时序图;图3为根据本发明之一实施例之高压产生电路之电路图;图4为说明图3中之高压产生电路之运作之波形时序图;图5为根据本发明之另一实施例之高压产生电路之电路图;图6A及6B为说明图5中之高压产生电路之运作之波形时序图;图7为根据本发明之又一实施例之高压产生电路之电路图;图8为根据本发明之又一实施例之高压产生电路之电路图;图9为图8中展示之控制器之电路图;图10为说明图9中之控制器之运作之波形时序图;图11为根据本发明之又一实施例之高压产生电路之电路图;及图12为图11中展示之电荷补偿器之电路图。
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