发明名称 多模式多级之充电帮浦
摘要 一种多模式充电帮浦电路具有因应于一组时脉信号之单一的充电帮浦。于一第一模式下所提供之这组时脉信号具有可变频率,此可变频率系为一第一供应电位与温度之函数;而于一第二模式下所提供之这组时脉信号具有可变频率,此可变频率系为一第二供应电位与温度之函数。电路设计在第一模式期间将所有级串联,以便产生较高电压输出,且电路设计在第二模式期间将复数级之子集串联同时禁能其他级,以便产生较低电压输出。一个预充电电路亦被提供,其于第二模式下操作充当一供应源节点,并于第一模式下操作充当预充电/箝位器。
申请公布号 TWI263230 申请公布日期 2006.10.01
申请号 TW094108100 申请日期 2005.03.16
申请人 旺宏电子股份有限公司 发明人 林永丰;林俞伸;陈耕晖;洪俊雄
分类号 G11C7/12 主分类号 G11C7/12
代理机构 代理人 林素华 台北市信义区忠孝东路5段510号22楼之2
主权项 1.一种操作方法,用以将一多级之充电帮浦以一第一模式与一第二模式操作,该操作方法包含以下步骤:建构该多级之充电帮浦俾能于该第一模式下致能N级,俾能于该第二模式下致能少于N级之数级,该建构步骤包含:藉由允许在复数个致能级之一供应源节点以在供应电位之上之一位准变动,耦接于一禁能级之一供应源节点至一供应电位而没有显着的电压损失,并藉以将在该复数极中之该禁能级与复数个前级予以解耦接。2.如申请专利范围第1项所述之操作方法,其中该多级之充电帮浦具有N级,且该操作方法更包含以下步骤:产生具有一第一时脉频率之第一组时脉信号,该第一时脉频率系依据一电源电压与温度之一第一函数改变;产生具有一第二时脉频率之第二组时脉信号,该第二时脉频率依据该电源电压与该温度之一第二函数改变;及于一第一模式之操作下施加该第一组时脉信号至该多级之充电帮浦来产生一充电帮浦输出电压,并于一第二模式之操作下施加该第二组时脉信号至一多级之充电帮浦来产生一充电帮浦输出电压。3.一种积体电路装置,包含:一记忆体,其具有供程式化与抹除之至少一者用之一第一模式以及供读取用之一第二模式;一充电帮浦电路,其连接至该记忆体之一节点,并可于该第一模式与该第二模式下操作,该充电帮浦电路包含因应于复数个时脉信号之复数个充电帮浦级;一致能电路,用以于该第一模式下将在该等复数个充电帮浦级之所有充电帮浦级予以致能,并用以于该第二模式下将该等充电帮浦级中之少于所有充电帮浦级予以致能;以及一时脉源,用以提供该等时脉信号;其中该致能电路包含耦接在该等充电帮浦级中之各个充电帮浦级之复数个预充电电路,在该等预充电电路之至少一预充电电路具有一第一状态与一第二状态,该第一状态允许在相对应的充电帮浦级上之一节点以在该供应电位之上之一位准变动,该第二状态耦接该节点至一供应电位,藉以将相对应的级与在该复数极中之前级予以解耦接;及一电路,其提供复数个控制信号至该至少一预充电电路以及该时脉源,俾能使该至少一预充电电路在该第一模式下处于该第一状态,且使该至少一预充电电路在该第二模式下处于该第二状态。4.如申请专利范围第3项所述之积体电路装置,其中该至少一预充电电路包含复数个元件,该等元件传送该供应电位至该供应源节点而没有招致显着的电压损失。5.如申请专利范围第3项所述之积体电路装置,其中该至少一预充电电路包含:一第一PMOS电晶体,其具有耦接至一供应电位电源之一源极接点、在该相对应的充电帮浦级上耦接至该节点之一汲极接点、以及一闸极;一第二PMOS电晶体,其具有在该相对应的充电帮浦级上耦接至该节点之一源极接点、耦接至该第一PMOS电晶体之闸极之一汲极接点、以及耦接至一控制节点之一闸极;及一NMOS电晶体,其具有耦接至一参考供应源之一源极接点、耦接至该第一PMOS电晶体之闸极之一汲极接点、以及耦接至该控制节点之一闸极。6.如申请专利范围第3项所述之积体电路装置,其中该至少一预充电电路包含在该等预充电电路中之所有的预充电电路,而该等控制信号包含耦接至第一组预充电电路之第一组信号、耦接至第二组预充电电路之第二组信号、以及一第二信号,该第一组预充电电路包含一预充电电路,该预充电电路耦接至与在该等充电帮浦级中之一第一级邻接之一中间级之该供应源节点,该第二信号耦接至另一中间级之该供应源节点,该另一中间级系在该等充电帮浦级中之一最终充电帮浦级以前,俾能使该等控制信号以在该供应电位之上之一位准可操作以致能在该等充电帮浦级中之所有充电帮浦级,并于该第二模式下可操作以致能该等充电帮浦级中之该等充电帮浦级之一子集。7.如申请专利范围第3项所述之积体电路装置,其中该多级之充电帮浦包含:复数极,其包含一第一级、一最终级以及在该第一级与该最终级之间之一个或多个串联配置之中间级;在该复数极中之每个级包含一供应源节点、一输出节点与一通闸,该通闸具有将该供应源节点耦接至该输出节点之一第一状态,以及阻隔电荷从该输出节点回流至该供应源节点之一第二状态;该第一级之供应源节点耦接至一电源电压;该等中间级之各个供应源节点耦接至在该复数极中之各个前级之该等输出节点;该最终级之供应源节点耦接至在该复数极中之其前级之该输出节点,而该最终级之输出节点耦接至一负载;第一复数个充电升压电路,其耦接至该等中间级与该最终级之该等供应源节点,并耦接至在该等时脉信号中之数个之时脉信号;以及第二复数个充电升压电路,其耦接至该第一级、该中间级及该最终级之该等通闸,并耦接至在该等时脉信号中之数个时脉信号。8.如申请专利范围第3项所述之积体电路装置,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第一函数改变,其中该第一函数与该供应电位之改变具有一逆反关系,且对温度之改变显着无反应。9.如申请专利范围第3项所述之积体电路装置,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第二函数改变,其中该第二函数对于该供应电位之改变显着无反应。10.如申请专利范围第3项所述之积体电路装置,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第二函数改变,其中该第二函数对于该供应电位之改变显着无反应,并对温度之改变具有一直接关系。11.一种充电帮浦设备,包含:复数极,其包含一第一级、一最终级以及在该第一级与该最终级之间之一个或多个串联配置之中间级;在该复数极中之每个级包含一供应源节点、一输出节点与一通闸,该通闸具有耦接该供应源节点至该输出节点之一第一状态以及阻隔电荷从该输出节点回流至该供应源节点之一第二状态;该第一级之供应源节点耦接至一电源电压;各该中间级之供应源节点耦接至在该复数极中之各个前级之输出节点;该最终级之供应源节点耦接至在该复数极中之其前级之输出节点,而该最终级之输出节点耦接至一负载;第一复数个充电升压电路,其耦接至该等中间级与该最终级之该等供应源节点;第二复数个充电升压电路,其耦接至该第一级、该等中间级与该最终级之该等通闸;复数个预充电电路,其耦接至该等中间级与该最终级之该等供应源节点,该等预充电电路中之至少一预充电电路具有一第一状态与一第二状态,该第一状态允许该供应源节点以在该供应电位之上之一位准变动,而该第二状态耦接该供应源节点至一供应电位而不招致显着的电压损失,藉以将相对应的级与在该复数极中之前级予以解耦接;一时脉源,其提供复数个时脉信号耦接至该第一与第二复数个充电升压电路;以及一电路,其提供复数个控制信号至该至少一预充电电路,俾能于该第一模式下使该至少一预充电电路处于该第一状态,而于该第二模式下使该至少一预充电电路处于该第二状态。12.如申请专利范围第11项所述之充电帮浦设备,其中该至少一预充电电路包含:一第一PMOS电晶体,其具有耦接至一供应电位电源之一源极接点、耦接至该供应源节点之一汲极接点、以及一闸极;一第二PMOS电晶体,其具有耦接至该供应源节点之一源极接点、耦接至该第一PMOS电晶体之闸极之一汲极接点、以及耦接至一控制节点之一闸极;以及一NMOS电晶体,其具有耦接至一参考供应源之一源极接点、耦接至该第一PMOS电晶体之闸极之一汲极接点、以及耦接至该控制节点之一闸极。13.如申请专利范围第11项所述之充电帮浦设备,其中该至少一预充电电路包含在该等预充电电路中之所有的预充电电路,而该等控制信号包含耦接至第一组预充电电路之第一组信号、耦接至第二组预充电电路之第二组信号、以及耦接至在串联于该最终级以前之该中间级之该供应源节点之一第二信号,该第一组预充电电路包含耦接至与该第一级串联邻接的该中间级之该供应源节点之一预充电电路,俾能使该等控制信号以在该供应电位之上之一位准可操作以致能所有串联级,并于该第二模式下可操作以致能该复数级之一子集。14.一种充电帮浦设备,包含:复数极,其包含一第一级、一最终级以及在该第一级与该最终级之间之一个或多个串联配置之中间级;在该复数极中之每个级包含一供应源节点、一输出节点与一通闸,该通闸具有将该供应源节点耦接至该输出节点之一第一状态,以及阻隔电荷从该输出节点回流至该供应源节点之一第二状态;该第一级之供应源节点耦接至一电源电压;该等中间级之各个供应源节点耦接至在该复数极中之各个前级之该等输出节点;该最终级之供应源节点耦接至在该复数极中之其前级之该输出节点,而该最终级之输出节点耦接至一负载;第一复数个充电升压电路,其耦接至该等中间级与该最终级之该等供应源节点;第二复数个充电升压电路,其耦接至该第一级、该等中间级与该最终级之该等通闸;复数个预充电电路,其耦接至该等中间级与该最终级之该等供应源节点,该等预充电电路中之至少一预充电电路具有一第一状态与一第二状态,该第一状态允许该供应源节点以在该供应电位之上之一位准变动,而该第二状态耦接该供应源节点至一供应电位而不招致显着的电压损失,藉以将相对应的级与在该复数极中之前级予以解耦接;一时脉源,其提供复数个时脉信号耦接至该第一与第二复数个充电升压电路,该等时脉信号之频率于一第一模式下依据该电源电压与温度之改变的一第一函数改变,该等时脉信号之频率于一第二模式下依据该电源电压与温度之改变之一第二函数改变;以及一电路,其提供复数个控制信号至该至少一预充电电路以及该时脉源,俾能使该至少一预充电电路在该第一模式下处于该第一状态,且使该至少一预充电电路在该第二模式下处于该第二状态。15.如申请专利范围第14项所述之充电帮浦设备,其中该至少一预充电电路包含:一第一PMOS电晶体,其具有耦接至一供应电位电源之一源极接点、耦接至该供应源节点之一汲极接点、以及一闸极;一第二PMOS电晶体,其具有耦接至该供应源节点之一源极接点、耦接至该第一PMOS电晶体之闸极之一汲极接点、以及耦接至一控制节点之一闸极;以及一NMOS电晶体,其具有耦接至一参考供应源之一源极接点、耦接至该第一PMOS电晶体之闸极之一汲极接点、以及耦接至该控制节点之一闸极。16.如申请专利范围第14项所述之充电帮浦设备,其中该至少一预充电电路包含在该等预充电电路中之所有的预充电电路,而该等控制信号包含耦接至第一组预充电电路之第一组信号、耦接至第二组预充电电路之第二组信号、以及耦接至在串联于该最终级以前之该中间级之该供应源节点之一第二信号,该第一组预充电电路包含耦接至与该第一级串联邻接的该中间级之该供应源节点之一预充电电路,俾能使该等控制信号以在该供应电位之上之一位准可操作以致能所有串联级,并于该第二模式下可操作以致能该复数级之一子集。17.如申请专利范围第14项所述之充电帮浦设备,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第一函数改变,其中该第一函数与该供应电位之改变具有一逆反关系,且对温度之改变显着无反应。18.如申请专利范围第14项所述之充电帮浦设备,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第二函数改变,其中该第二函数对于该供应电位之改变显着无反应。19.如申请专利范围第14项所述之充电帮浦设备,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第二函数改变,其中该第二函数对于该供应电位之改变显着无反应,并对温度之改变具有一直接关系。20.一种充电帮浦设备,包含:因应于复数个时脉信号之一多级之充电帮浦;以及一时脉源,其提供该等时脉信号耦接接至该多级之充电帮浦,该等时脉信号之频率于一第一模式下依据电源电压与温度之改变之一第一函数改变,该等时脉信号之频率于一第二模式下依据电源电压与温度之改变之一第二函数改变,其中该第二函数不同于该第一函数。21.如申请专利范围第20项所述之充电帮浦设备,其中该多级之充电帮浦包含:复数极,其包含一第一级、一最终级以及在该第一级与该最终级之间之一个或多个串联配置之中间级;在该复数极中之每个级包含一供应源节点、一输出节点与一通闸,该通闸具有将该供应源节点耦接至该输出节点之一第一状态,以及阻隔电荷从该输出节点回流至该供应源节点之一第二状态;该第一级之供应源节点耦接至一电源电压;该等中间级之各个供应源节点耦接至在该复数极中之各个前级之该等输出节点;该最终级之供应源节点耦接至在该复数极中之其前级之该输出节点,而该最终级之输出节点耦接至一负载;第一复数个充电升压电路,其耦接至该等中间级与该最终级之该等供应源节点以及在该等时脉信号中之数个时脉信号;以及第二复数个充电升压电路,其耦接至该第一级、该等中间级及该最终级之该等通闸,以及在该等时脉信号中之数个时脉信号。22.如申请专利范围第21项所述之充电帮浦设备,更包含复数个电路,用以于该第一模式下致能在该复数极中之所有级,并于该第二模式下致能在该复数极中之少于所有级之一数级。23.如申请专利范围第20项所述之充电帮浦设备,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第一函数改变,其中该第一函数与该供应电位之改变具有一逆反关系,且对温度之改变显着无反应。24.如申请专利范围第20项所述之充电帮浦设备,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第二函数改变,其中该第二函数对于该供应电位之改变显着无反应。25.如申请专利范围第20项所述之充电帮浦设备,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第二函数改变,其中该第二函数对于该供应电位之改变显着无反应,并对温度之改变具有一直接关系。26.一种积体电路装置,包含:一记忆体,其具有供程式化与抹除之至少一者用之一第一模式以及供读取用之一第二模式;一充电帮浦电路,其耦接至在该记忆体中之一节点,并可于该第一模式与该第二模式下操作,该充电帮浦电路包含因应于复数个时脉信号之一多级之充电帮浦;一时脉源,其提供该复数个时脉信号,该等时脉信号之频率于一第一模式下依据电源电压与温度之改变的一第一函数改变,该等时脉信号之频率于一第二模式下依据该电源电压与温度之改变之一第二函数改变;复数个预充电电路,其耦接至该等中间级与该最终级之该等供应源节点,该等预充电电路中之至少一预充电电路具有一第一状态与一第二状态,该第一状态允许该供应源节点以在该供应电位之上之一位准变动,而该第二状态耦接该供应源节点至一供应电位,藉以将相对应的级与在该复数极中之前级予以解耦接;一时脉源,其提供复数个时脉信号耦接至该第一与第二复数个充电帮浦,该等时脉信号之频率于一第一模式下依据该电源电压与温度之改变的一第一函数改变,该等时脉信号之频率于一第二模式下依据该电源电压与温度之改变之一第二函数改变;以及一电路,其提供复数个控制信号至该至少一预充电路以及该时脉源,俾能使该至少一预充电电路在该第一模式下处于该第一状态,且使该至少一预充电电路在该第二模式下处于该第二状态。27.如申请专利范围第26项所述之积体电路装置,其中该至少一预充电电路包含在该等预充电电路中之所有的预充电电路,而该等控制信号包含耦接至第一组预充电电路之第一组信号、耦接至第二组预充电电路之第二组信号、以及耦接至在串联于该最终级以前之该中间级之该供应源节点之一第二信号,该第一组预充电电路包含耦接至与该第一级串联邻接的该中间级之该供应源节点之一预充电电路,俾能使该等控制信号以在该供应电位之上之一位准可操作以致能所有串联级,并于该第二模式下可操作以致能该复数级之一子集。28.如申请专利范围第26项所述之积体电路装置,其中该多级之充电帮浦包含:复数级,其包含一第一级、一最终级以及在该第一级与该最终级之间之一个或多个串联配置之中间级;在该复数极中之每个级包含一供应源节点、一输出节点与一通闸,该通闸具有将该供应源节点耦接至该输出节点之一第一状态,以及阻隔电荷从该输出节点回流至该供应源节点之一第二状态;该第一级之供应源节点耦接至一电源电压;该等中间级之各个供应源节点耦接至在该复数极中之各个前级之该等输出节点;该最终级之供应源节点耦接至在该复数极中之其前级之该输出节点,而该最终级之输出节点耦接至一负载;第一复数个充电升压电路,其耦接至该等中间级与该最终级之该等供应源节点,以及在该等时脉信号中之数个时脉信号;以及第二复数个充电升压电路,其耦接至该第一级、该等中间级及该最终级之该等通闸,以及在该等时脉信号中之数个时脉信号。29.如申请专利范围第28项所述之积体电路装置,更包含复数个电路,用以于该第一模式下致能在该复数极中之所有级,并于该第二模式下致能在该复数极中之少于所有级之数级。30.如申请专利范围第26项所述之积体电路装置,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第一函数改变,其中该第一函数与该供应电位之改变具有一逆反关系,且对温度之改变显着无反应。31.如申请专利范围第26项所述之积体电路装置,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第二函数改变,其中该第二函数对于该供应电位之改变显着无反应。32.如申请专利范围第26项所述之积体电路装置,其中该时脉源包含一时脉电路,该时脉电路包含复数个元件,该等元件易于导致该等时脉信号之频率依据一第二函数改变,其中该第二函数对于该供应电位之改变显着无反应,并对温度之改变具有一直接关系。33.一种方法,包含以下步骤:产生第一组时脉信号,其具有一第一时脉频率,该第一时脉频率依据一电源电压与温度之一第一函数改变;产生第二组时脉信号,其具有一第二时脉频率,该第二时脉频率依据该电源电压与温度之一第二函数改变;及施加该第一组时脉信号至一多级之充电帮浦以于一第一模式之操作下产生一充电帮浦输出电压,并施加该第二组时脉信号至一多级之充电帮浦以于一第二模式之操作下产生一充电帮浦输出电压。34.如申请专利范围第33项所述之方法,其中该多级之充电帮浦具有N级,且该方法更包含以下步骤:建构该多级之充电帮浦俾能于该第一模式下使该等N级致能,并于该第二模式下使少于N级之数级致能。图式简单说明:第1图系为一种习知技术之包含两个充电帮浦之快闪记忆体装置之方块图。第2图系为包含如说明于此之共用充电帮浦技术之快闪记忆体装置之方块图。第3图系为供说明于此之充电帮浦技术之实施例用之时脉源之简图。第4图显示适合使用于说明于此之共用充电帮浦构造中之多级之充电帮浦。第5图显示与第4图之多级之充电帮浦结合使用之控制电路。第6图系为使用于第4图之多级之充电帮浦之预充电电路之电晶体位准图。第7图显示适合驱动第4图之多级之充电帮浦之复数个时脉信号。第8-10图显示用以依据供应电位与温度之函数产生一时脉信号之代表电路。第11图显示用以基于第8-10图之电路所产生之时脉信号来产生复数个非重叠时脉信号之电路。第12图显示使用来取代第9与10图之逻辑之输出逻辑,用以于一种技术之实施例中产生一读取与备用模式时脉。第13图系为显示使用第12图之电路之备用模式之操作之时序图。第14图显示适合与第8-10图之电路一起使用之电流镜参考接脚(leg)与频率控制电路,用以产生具有一频率之一时脉信号,此频率系为随着具有对电源电压之改变呈逆反关系并相对独立于温度之改变之函数。第15图显示适合与第8图与第12图之电路一起使用之电流镜参考接脚与频率控制电路,用以产生具有一频率之一时脉信号,此频率系为随着具有对温度之改变呈直接关系且相对独立于电源电压之改变之函数。第16图显示适合与第2图之双模式之充电帮浦一起使用之一输出位准侦测器。第17图显示一种供一时脉信号用之替代时脉产生器,此时脉信号系为随着相对独立于电源电压之改变之函数。第18图显示供一时脉信号用之一替代时脉产生器,此时脉信号系为随着对电源电压之改变呈逆反关系之函数。第19图显示用以将第17与18图之时脉产生器之时脉信号转换成适合驱动第4图之多级之充电帮浦之四相时脉之逻辑。
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