一種電荷泵電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型實(shí)施例涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電荷栗電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電荷栗電路作為Flash存儲(chǔ)器的基本模塊，很大程度上決定了 Flash的編程/擦除速度。隨著集成電路的不斷發(fā)展，基于低功耗、低成本的考慮，電荷栗電路在集成電路中的應(yīng)用越來越廣泛。
[0003]電荷栗的基本工作原理是通過電容對電荷的積累效應(yīng)而抬升電荷栗的輸出電壓。由于漏電流的存在，電荷栗需要檢測電路對輸出電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)輸出電壓低于目標(biāo)電壓時(shí)電荷栗開始工作，將輸出電壓抬升到目標(biāo)電壓。每對輸出電壓檢測一次都會(huì)從輸出電壓端抽取電流，如果頻繁地對輸出電壓進(jìn)行檢測就會(huì)造成很大功耗的浪費(fèi)，但是如果每隔很長時(shí)間才對輸出電壓進(jìn)行檢測一次，輸出電壓就會(huì)偏離目標(biāo)電壓很大，使得輸出電壓很不穩(wěn)定。
[0004]綜上所述，為了在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)，需要對檢測電路的檢測頻率進(jìn)行控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種電荷栗電路，以實(shí)現(xiàn)在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)。
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電荷栗電路，包括:電壓檢測模塊，用于在脈沖信號的控制下對電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測，并輸出使能信號到電荷栗，啟動(dòng)電荷栗開始工作；計(jì)數(shù)器，用于對所述使能信號的使能期進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)使能期低于或者高于設(shè)定值時(shí)調(diào)整波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號的頻率；波形發(fā)生器，用于在所述計(jì)數(shù)器的控制下產(chǎn)生脈沖信號到電壓檢測電路刷新電壓檢測電路的檢測頻率；電荷栗，用于在所述使能信號的控制下輸出目標(biāo)電壓。
[0007]所述電荷栗為正電壓電荷栗。
[0008]所述電壓檢測電路由第一電阻、第二電阻、一比較器以及一使能開關(guān)組成；其中所述第一電阻和第二電阻串聯(lián)后一端與所述使能開關(guān)連接，另一端與所述電荷栗的輸出端連接；所述比較器的同相輸入端輸入?yún)⒖茧妷?，反相輸入端連接到所述第一電阻和第二電阻之間，輸出端輸出使能信號。
[0009]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電荷栗電路，增加了刷新頻率控制功能，通過計(jì)數(shù)器對使能信號的使能期進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)使能期低于或者高于設(shè)定值時(shí)調(diào)整波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號的頻率，進(jìn)而對電壓檢測模塊的檢測頻率進(jìn)行刷新自調(diào)整，在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種電荷栗電路框圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的輸出電壓VouT以及對應(yīng)的脈沖信號RF_EN和PUMP_EN的波形變化圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的電壓檢測電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對本實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0014]實(shí)施例一
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種電荷栗電路框圖，本實(shí)施例適用于低功耗的集成電路中。本實(shí)施例提供的一種電荷栗電路框圖，如圖1所示，包括電壓檢測模塊，用于在脈沖信號的控制下對電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測，并輸出使能信號到電荷栗，啟動(dòng)電荷栗開始工作；計(jì)數(shù)器，用于對所述使能信號的使能期進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)使能期低于或者高于設(shè)定值時(shí)調(diào)整波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號的頻率；波形發(fā)生器，用于在所述計(jì)數(shù)器的控制下產(chǎn)生脈沖信號到電壓檢測電路刷新電壓檢測電路的檢測頻率；電荷栗，用于在所述使能信號的控制下輸出目標(biāo)電壓。
[0016]其中，所述電荷栗優(yōu)選為正電壓電荷栗。
[0017]由于漏電流(Ileak)的存在，電荷栗的輸出電壓如圖1所示VouT會(huì)從目標(biāo)電壓不斷下降，所以電荷栗需要電壓檢測電路對輸出電壓進(jìn)行檢測，輸出電壓VouT低于目標(biāo)電壓Vtarg時(shí)電荷栗進(jìn)行工作，將VouT重新抬升到目標(biāo)電壓。每次檢測時(shí)電壓檢測電路需要從VouT上抽取電流，造成功耗的浪費(fèi)，為了降低電路功耗，可以采用刷新機(jī)制，以一定的頻率開啟電壓檢測電路，每開啟一次，對VouT檢測一次，將VouT重新抬回目標(biāo)電壓。開啟頻率越低，電壓檢測電路引起的功耗浪費(fèi)越小，但是同時(shí)電壓下降值越大，造成輸出電壓不穩(wěn)定。假設(shè)電壓檢測電路每隔時(shí)間tO開啟一次，則電壓下降值VO = Ileak*tO/Cld，其中Ileak為晶體管漏電流，無法避免也無法測量，若將tO設(shè)置為固定值，則VO值無法預(yù)估，漏電流Ileak過大時(shí)電荷栗的輸出電壓VouT可能偏離目標(biāo)電壓過遠(yuǎn)。所以需要根據(jù)電荷栗的輸出電壓不斷調(diào)整電壓檢測電路的開啟頻率，在既保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下又不造成功耗的極大浪費(fèi)。
[0018]為實(shí)現(xiàn)上述目的，假設(shè)電荷栗提供電流的能力為Ipump，則將輸出電壓VouT抬回目標(biāo)電壓需要的時(shí)間tl = VO*Cld/Ipump，即啟動(dòng)電壓檢測電路的使能信號的使能期為tl，假設(shè)tl在區(qū)間[Tmin，Tmax]范圍內(nèi)對應(yīng)的VO是設(shè)計(jì)值。用計(jì)數(shù)器對tl進(jìn)行檢測，若tl>Tmax，則加快波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖(RF_EN)的頻率，進(jìn)而加快電壓檢測電路的檢測頻率，不斷地啟動(dòng)電荷栗工作用以減小輸出電壓的下降值V0，若tl〈Tmin，則減小波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖(RF_EN)的頻率，進(jìn)而減小電壓檢測電路的檢測頻率，用以減小功耗。
[0019]需要說明的是，圖1中，Cld代表電荷栗提供電荷的能力。
[0020]為了更加清楚地了解上述電荷栗電路的工作過程，圖2給出了輸出電壓VouT以及對應(yīng)的脈沖信號RF_EN和PUMP_EN的波形變化圖，圖中VO和V2表示輸出電壓VouT偏離目標(biāo)電壓的值，VO大于V2 ；tl和t3代表使能信號PUMP_EN的脈寬，tl大于t3 ；t0和t2表示電壓檢測電路的檢測周期。
[0021]本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過計(jì)數(shù)器對使能信號的使能期進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)使能期低于或者高于設(shè)定值時(shí)調(diào)整波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號的頻率，進(jìn)而對電壓檢測模塊的檢測頻率進(jìn)行刷新自調(diào)整，在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)
[0022]實(shí)施例二
[0023]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，圖3給出了所述電壓檢測電路的具體電路圖，如圖3所示:所述電壓檢測電路由第一電阻R0、第二電阻R1、一比較器Dl以及一使能開關(guān)KM_EN組成；其中所述第一電阻RO和第二電阻R2串聯(lián)后一端與所述使能開關(guān)KM_EN連接，另一端與所述電荷栗的輸出端VouT相連；所述比較器Dl的同相輸入端輸入?yún)⒖茧妷篤ref，反相輸入端連接到所述第一電阻和第二電阻之間Vin，輸出端輸出使能信號PUMP_ENo
[0024]其中，參考電壓Vref為設(shè)定值，所述使能開關(guān)KM_EN為常開開關(guān)，只有當(dāng)電壓檢測電路開始對輸出電壓進(jìn)行檢測時(shí)所述使能開關(guān)KM_EN閉合后接地，當(dāng)Vin小于Vref時(shí)輸出使能信號PUMP_EN啟動(dòng)電荷栗開始工作將輸出電壓抬升至目標(biāo)電壓。
[0025]本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過電壓檢測電路對電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測輸出使能信號PUMP_EN啟動(dòng)電荷栗工作將輸出電壓抬升至目標(biāo)電壓，在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)。
[0026]注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(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，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電荷栗電路，其特征在于，該電路包括: 電壓檢測模塊，用于在脈沖信號的控制下對電荷栗的輸出電壓進(jìn)行檢測，并輸出使能信號到電荷栗，啟動(dòng)電荷栗開始工作； 計(jì)數(shù)器，用于對所述使能信號的使能期進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)使能期低于或者高于設(shè)定值時(shí)調(diào)整波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號的頻率； 波形發(fā)生器，用于在所述計(jì)數(shù)器的控制下產(chǎn)生脈沖信號到電壓檢測電路刷新電壓檢測電路的檢測頻率； 電荷栗，用于在所述使能信號的控制下輸出目標(biāo)電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電荷栗為正電壓電荷栗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電壓檢測電路由第一電阻、第二電阻、一比較器以及一使能開關(guān)組成；其中所述第一電阻和第二電阻串聯(lián)后一端與所述使能開關(guān)連接，另一端與所述電荷栗的輸出端連接；所述比較器的同相輸入端輸入?yún)⒖茧妷?，反相輸入端連接到所述第一電阻和第二電阻之間，輸出端輸出使能信號。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電荷泵電路，包括：電壓檢測模塊，用于對電荷泵的輸出電壓進(jìn)行檢測，并輸出使能信號到電荷泵；計(jì)數(shù)器，用于對所述使能信號的使能期進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)使能期低于或者高于設(shè)定值時(shí)調(diào)整波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號的頻率；波形發(fā)生器，產(chǎn)生脈沖信號到電壓檢測電路刷新電壓檢測電路的檢測頻率；電荷泵，用于在所述使能信號的控制下輸出目標(biāo)電壓。本實(shí)用新型實(shí)施例增加了刷新頻率控制功能，通過計(jì)數(shù)器對使能信號的使能期進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)使能期低于或者高于設(shè)定值時(shí)調(diào)整波形發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號的頻率，進(jìn)而對電壓檢測模塊的檢測頻率進(jìn)行刷新自調(diào)整，在保證輸出電壓穩(wěn)定的前提下，最大程度地減少功耗的浪費(fèi)。
【IPC分類】H02M3/07
【公開號】CN204886694
【申請?zhí)枴緾N201520682625
【發(fā)明人】陳曉璐
【申請人】北京兆易創(chuàng)新科技股份有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月6日