本發(fā)明實(shí)施例涉及電子電路技術(shù)，尤其涉及一種電壓檔位控制電路。

背景技術(shù)：

資料儲(chǔ)存型閃存(NAND Flash)具有容量較大，改寫(xiě)速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，因而在業(yè)界得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

NAND Flash的編程和擦除需要30V高壓，而提供NAND Flash編程和擦除時(shí)所需電壓的電路中，通常使用P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管(PMOS管)，但基于目前的工藝，制造耐壓30V的PMOS管的成本很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電壓檔位控制電路，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓范圍大，降低成本。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電壓檔位控制電路，包括：電荷泵、分壓系統(tǒng)、比較器和電源，所述分壓系統(tǒng)包括：

由至少一個(gè)一級(jí)分壓阻抗元件串聯(lián)形成的一級(jí)分壓支路，每個(gè)一級(jí)分壓阻抗元件的首端作為一個(gè)一級(jí)分壓點(diǎn)，所述一級(jí)分壓支路的首端作為所述分壓系統(tǒng)的輸入端；

至少一個(gè)N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管NMOS，所述NMOS管的漏極與所述電荷泵的輸出端連接，所述NMOS管的柵極與一級(jí)控制信號(hào)輸出端連接，各所述NMOS管的源極與各所述一級(jí)分壓點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)相連；

由至少一個(gè)二級(jí)分壓阻抗元件串聯(lián)形成的二級(jí)分壓支路，每個(gè)二級(jí)分壓阻抗元件的首端作為一個(gè)二級(jí)分壓點(diǎn)；

至少一個(gè)P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管PMOS，各所述PMOS管的漏極與各所述二級(jí)分壓點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)相連，所述PMOS管的柵極與二級(jí)控制信號(hào)輸出端連接，各所述PMOS管的源極分別與所述一級(jí)分壓支路的末端相連；

接地阻抗元件，所述二級(jí)分壓支路的末端通過(guò)所述接地阻抗元件接地，且作為所述分壓系統(tǒng)的輸出端；

所述電荷泵，和所述電源和所述分壓系統(tǒng)的輸入端分別相連，所述分壓系統(tǒng)的輸出端和所述比較器的反相輸入端連接，所述比較器的同相輸入端連接恒定參考電壓，輸出端連接所述電荷泵的使能端。

進(jìn)一步的，所述電壓檔位控制電路，還包括：

非門(mén)，所述比較器的輸出端通過(guò)所述非門(mén)和所述電荷泵的使能端連接，相應(yīng)的，所述分壓系統(tǒng)的輸出端和所述比較器的同相輸入端連接，所述比較器的反相輸入端連接恒定參考電壓。

進(jìn)一步的，單個(gè)所述一級(jí)分壓阻抗元件的電阻抗值大于等于所有二級(jí)分壓阻抗元件的電阻抗值之和；

接地阻抗元件和單個(gè)二級(jí)分壓阻抗元件的電阻抗值相等。

進(jìn)一步的，所述NMOS管為耗盡型NMOS管，耐壓30V以上；

所述PMOS管為耗盡型PMOS管，耐壓7V以上。

進(jìn)一步的，所述電壓檔位控制電路，還包括：

前端阻抗元件，連接在所述電荷泵的輸出端和所述一級(jí)分壓支路的首端之間。

進(jìn)一步的，所述一級(jí)分壓阻抗元件、二級(jí)分壓阻抗元件、接地阻抗元件包括下述中的至少一個(gè)：

電阻、二極管、金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管。

進(jìn)一步的，一級(jí)分壓電阻的阻值為50K歐姆；

二級(jí)分壓電阻的阻值為10K歐姆；

接地電阻的阻值為10K歐姆。

進(jìn)一步的，所述一級(jí)分壓阻抗元件和所述前端阻抗元件的類(lèi)型相同；

所述二級(jí)分壓阻抗元件和所述接地阻抗元件的類(lèi)型相同。

進(jìn)一步的，所述恒定參考電壓的電壓值為1V。

本發(fā)明通過(guò)兩級(jí)分壓支路，不需使用高成本的PMOS管，解決電壓檔位控制電路制造成本高的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)降低成本的效果。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電壓檔位控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中的一種電壓檔位控制電路中分壓系統(tǒng)的電路圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二中的一種電壓檔位控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例三中的一種電壓檔位控制電路中分壓系統(tǒng)的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié) 構(gòu)。

實(shí)施例一

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電壓檔位控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，電壓檔位控制電路包括：電荷泵、分壓系統(tǒng)、比較器和電源。

其中，電荷泵，和電源和分壓系統(tǒng)分別相連，用于輸出高于電源電壓的輸出電壓VH，輸出到分壓系統(tǒng)的輸入端；

分壓系統(tǒng)，用于輸出正比于電荷泵輸出電壓VH的低電壓分量VDIV，分壓系統(tǒng)的輸出端連接比較器的反相輸入端；

比較器的同相輸入端連接恒定參考電壓VREF，輸出端連接電荷泵的使能端EN，用于根據(jù)低電壓分量VDIV和恒定參考電壓VREF的電壓值大小關(guān)系控制電荷泵的啟停；

電源連接到電荷泵的輸入端，為電荷泵供電。

分壓系統(tǒng)控制低電壓分量VDIV和電荷泵輸出電壓VH的比例系數(shù)μ。當(dāng)電荷泵輸出電壓VH等于分壓系統(tǒng)控制的目標(biāo)電壓時(shí)，低電壓分量VDIV等于恒定參考電壓VREF。當(dāng)電荷泵輸出電壓VH大于目標(biāo)電壓時(shí)，低電壓分量VDIV大于恒定參考電壓VREF，比較器輸出低電平到電荷泵的使能端，電荷泵停止工作，其輸出電壓VH維持在目標(biāo)電壓；當(dāng)電荷泵輸出電壓VH小于目標(biāo)電壓時(shí)，低電壓分量VDIV小于恒定參考電壓VREF，比較器輸出高電平到電荷泵的使能端，電荷泵啟動(dòng)，其輸出電壓VH繼續(xù)提升，直到其達(dá)到目標(biāo)電壓。示例的，當(dāng)?shù)碗妷悍至縑DIV和電荷泵輸出電壓VH的比例系數(shù)μ為0.1，電荷泵輸出電壓VH＝VREF/μ＝10·VREF。

圖2為本實(shí)施例提供的一種電壓檔位控制電路中分壓系統(tǒng)的電路圖，如圖 2所示，優(yōu)選的，一級(jí)分壓阻抗元件、二級(jí)分壓阻抗元件和接地阻抗元件為電阻，即一級(jí)分壓電阻、二級(jí)分壓電阻和接地電阻。一級(jí)分壓電阻R1、R2、R3和R4串聯(lián)組成一級(jí)分壓支路，每個(gè)一級(jí)分壓電阻的首段作為一個(gè)一級(jí)分壓點(diǎn)，示例的，各個(gè)一級(jí)分壓電阻的阻值均為50K歐姆；二級(jí)分壓電阻R5、R6、R7、R8和R9串聯(lián)組成二級(jí)分壓支路，每個(gè)二級(jí)分壓電阻的首端作為一個(gè)二級(jí)分壓點(diǎn)，二級(jí)分壓支路的末端和接地電阻R10連接，示例的，各個(gè)二級(jí)分壓電阻和接地電阻的阻值均為10K歐姆。

NMOS管Q1、Q2、Q3和Q4的源極和各一級(jí)分壓點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)相連，柵極分別連接一級(jí)控制信號(hào)輸出端MSB<1:4>，漏極都和電荷泵的輸出端連接，示例的，NMOS管的耐壓值為30V。優(yōu)選的，一級(jí)控制信號(hào)是擺幅為0～VH的數(shù)字信號(hào)，VH即為電荷泵輸出電壓，一級(jí)控制信號(hào)由數(shù)字譯碼器和電平轉(zhuǎn)換電路組合產(chǎn)生，當(dāng)一級(jí)控制信號(hào)輸出為0，其對(duì)應(yīng)的NMOS管關(guān)斷，當(dāng)一級(jí)控制信號(hào)輸出為VH，其對(duì)應(yīng)的NMOS管導(dǎo)通。PMOS管U1、U2、U3、U4和U5的漏極和各二級(jí)分壓點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)相連，柵極分別連接二級(jí)控制信號(hào)輸出端LSB<1:5>，源極都和一級(jí)分壓支路的末端相連，示例的，PMOS管的耐壓為7V。優(yōu)選的，一級(jí)控制信號(hào)是擺幅為0～VH的數(shù)字信號(hào)，VH為電荷泵輸出電壓，一級(jí)控制信號(hào)由數(shù)字譯碼器和電平轉(zhuǎn)換電路組合產(chǎn)生，當(dāng)一級(jí)控制信號(hào)輸出為0，其對(duì)應(yīng)的NMOS管關(guān)斷，當(dāng)一級(jí)控制信號(hào)輸出為VH，其對(duì)應(yīng)的NMOS管導(dǎo)通。優(yōu)選的，二級(jí)控制信號(hào)是擺幅為0～RSW的數(shù)字信號(hào)，RSW為一級(jí)分壓支路末端的電壓值，二級(jí)控制信號(hào)也由數(shù)字譯碼器和電平轉(zhuǎn)換電路組合產(chǎn)生，當(dāng)二級(jí)控制信號(hào)輸出為0，其對(duì)應(yīng)的PMOS管導(dǎo)通，當(dāng)二級(jí)控制信號(hào)輸出為RSW，其對(duì)應(yīng)的PMOS管關(guān)斷。本實(shí)施例中，一級(jí)控制信號(hào)的輸出端MSB<1:4>每次有 一位輸出VH，同時(shí)，二級(jí)控制信號(hào)的輸出端LSB<1:5>每次有一位輸出RSW。

優(yōu)選的，恒定參考電壓VREF的電壓值為1V。示例的，當(dāng)MSB<1>輸出VH，MSB<2:4>輸出0，NMOS管中只有Q1導(dǎo)通，一級(jí)控制信號(hào)選通了22～26V的基本電壓；當(dāng)LSB<2>輸出0，MSB<2:4>輸出RSW，PMOS管中只有U2導(dǎo)通，二級(jí)控制信號(hào)與一級(jí)控制信號(hào)配合選擇電荷泵輸出電壓為25V。此時(shí)，一級(jí)分壓支路末端電壓值為5V，未超過(guò)PMOS管耐壓值7V。通過(guò)兩級(jí)分壓控制，能配合選擇11～26V之間，步長(zhǎng)為1V的一個(gè)電壓值作為電荷泵的輸出電壓。

本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過(guò)兩級(jí)分壓控制，解決了電壓控制電路中使用耐高壓PMOS管導(dǎo)致的成本較高的問(wèn)題，達(dá)到了降低成本的效果。

實(shí)施例二

圖3為本實(shí)施例提供的一種電壓檔位控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供的一種電壓檔位控制電路，包括非門(mén)，比較器的輸出端通過(guò)非門(mén)和電荷泵的使能端連接，相應(yīng)的，分壓系統(tǒng)的輸出端和比較器的同相輸入端連接，比較器的反相輸入端連接恒定參考電壓。

如圖3所示，比較器的輸出端通過(guò)非門(mén)和電荷泵的使能端連接，能避免電路工作時(shí)，其他電信號(hào)的干擾，使系統(tǒng)工作更穩(wěn)定。

實(shí)施例三

圖4為本實(shí)施例提供的一種電壓檔位控制電路中分壓系統(tǒng)的電路圖，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，電壓檔位控制電路，還包括：前端阻抗元件，連接在電荷泵的輸出端和一級(jí)分壓支路的首端之間。連入前端阻抗元件使電壓檔位控制電路相比未連入前端阻抗元件的電壓檔位控制電路可以輸出更寬的電壓范圍。相應(yīng)的，一級(jí)控制信號(hào)的輸出端MSB<1:4>每次有一位輸出VH或者都輸出0，二 級(jí)控制信號(hào)的輸出端LSB<1:5>每次有一位輸出RSW。

優(yōu)選的，前端阻抗元件為前端電阻R11，示例的，前端電阻R11阻值為50K歐姆，恒定參考電壓VREF為1V，一級(jí)控制信號(hào)的輸出端MSB<1:4>都輸出0，NMOS管全部關(guān)斷，二級(jí)控制信號(hào)的輸出端LSB<1>輸出0，LSB<2:5>輸出RWS，PMOS管中只有U1導(dǎo)通，一級(jí)分壓控制與一級(jí)分壓控制配合選擇電荷泵輸出電壓為31V。

通過(guò)連入前端阻抗元件，增加了一級(jí)控制信號(hào)的輸出組合，使電壓檔位控制電路的輸出范圍更寬。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。