CN100350505C

CN100350505C - 用于存储器装置的时钟产生器

Info

Publication number: CN100350505C
Application number: CNB031463711A
Authority: CN
Inventors: 郭乃萍; 罗思觉; 谢文义; 林永丰
Original assignee: Macronix International Co Ltd
Current assignee: Macronix International Co Ltd
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: CN1482620A; TWI233726B; TW200402195A

Abstract

一种用于存储器装置的时钟产生器，该时钟产生器电路中，通过一电流镜产生一电流供给一电荷泵，其通过一温度相关电流调整MOSFET控制，该MOSFET具有一随温度变化的临界电压。当温度变化时，通过该温度相关电流调整MOSFET的电流亦变化，从而控制该时钟产生器电路的频率。该MOSFET可被提供一与温度无关的电源供应器，使得该温度相关电流调整MOSFET的电流更紧密地被控制。

Description

用于存储器装置的时钟产生器

技术领域

本发明涉及一种存储器装置，特别是用于一可电性再程序化的非挥发性半导体存储装置的用于存储器装置的时钟产生器。

背景技术

典型的可电性再程序化的非挥发性半导体存储装置是一可电抹除可程序化的只读存储器(EEPROM)。美国专利第5,394,372号的全部内容被随附在此，藉以参照与本发明相关的部分，其揭露一使用于上述存储器的电荷泵系统，其中该电荷泵系统的频率随电源电压VDD上升而下降。然而，在此电路结构中，该频率也随温度上升而下降。美国专利第6,064,275号的内容被随附在此，藉以参照与本发明相关的部分，其揭露MOSFET具有电阻其随温度上升而增加，使得该电路的电流镜产生的电流不能最佳化地控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，提供一种频率随电源电压上升而下降并随温度上升而增加的用于存储器装置的时钟产生器。

本发明所提供的用于存储器装置的时钟产生器是由如下技术方案来实现的。

一种用于存储器装置的时钟产生器，其特征是包括：

一电阻；

一MOSFET，具有一控制极、一漏极及一源极，该源极连接该电阻，以产生一参考电流；

一与电源电压及温度无关的第一参考电压，连接该控制极，以控制该MOSFET；

一电流镜电路，连接该漏极，通过镜射该参考电流以产生一第一及第二镜电流；

一第一电容，接收该第一镜电流及产生一第一充电电压；

一第二电容，接收该第二镜电流及产生一第二充电电压；

一第二参考电压，从一输入供应电压产生，连接该电流镜电路，以控制该第一镜电流与该第一电容之间的连接，以及该第二镜电流与该第二电容之间的连接，以控制该第一及第二充电电压；以及

一逻辑电路，接收该第一及第二充电电压并且产生一时脉信号。

所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该第一电容、第二电容及电阻决定该时脉信号的周期。

一种用于存储器装置的时钟产生器，其特征是包括：

一电流镜电路，通过镜射一参考电流以产生一第一及第二镜电流，该参考电流随温度的上升而增加；

一第一电容，接收该第一镜电流及产生一第一充电电压；

一第二电容，接收该第二镜电流及产生一第二充电电压；以及

所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是更包括：

一电阻；以及

一MOSFET，具有一控制极、一漏极及一源极，该MOSFET的源极连接该电阻，以产生该参考电流，该漏极连接该电流镜电路；以及

一与一电源电压及温度无关的第一参考电压，连接该控制极，以控制该MOSFET。

所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该MOSFET具有一随温度上升而减少的临界电压。

所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该临界电压随温度上升而减少，使得一通过该MOSFET的电流随温度上升而增加。

所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该临界电压随温度上升而减少，使得该时脉信号的频率随温度上升而增加。

所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：更包括一第二参考电压从一输入供应电压产生，连接该电流镜电路，以控制该第一镜电流与该第一电容之间的连接，以及该第二镜电流与该第二电容之间的连接，以控制该第一及第二充电电压。

根据本发明，一种用于存储器装置的时钟产生器的电流镜随温度上升而增加其参考电流，使得电容的充电时间被增加，从而使时钟产生器的频率随温度上升而增加。因此，本发明的时钟产生器的频率随电源电压上升而下降以及随温度上升而增加，较佳者，该时钟产生器是结合一电荷泵。

本发明的优点在于：

1、本发明的时钟产生器的频率随电源电压上升而下降以及随温度上升而增加，

2、该电阻值是一常数，使得该电流镜产生的电流可以被控制，该电阻值可以与温度无关。

3、该电流镜所产生的电流受控于一温度相关电流调整MOSFET，该MOSFET具有一随温度变化的临界电压。当温度变化时，通过该温度相关电流调整MOSFET的电流亦变化，从而控制该时钟产生器电路的频率。该MOSFET可被提供一与温度无关的电源供应器，使得该温度相关电流调整MOSFET的电流更紧密地被控制。

4、本发明提供的用于存储器装置的时钟产生器，其频率随电源电压增加而下降且随温度增加而增加。使用该时钟产生器连接一电荷泵系统，能使泵电流稳定及改善箝位电压Vclamp的变动介于高电源电压(high VDD)及低电源电压(low VDD)之间；使用电荷泵系统在一闪存上可以改善在低电源电压及高温下程序化的性能表现。此外，在高电源电压(high VDD)程序化，该电荷泵系统能够减少功率的消耗。

在此描述的任何特征或特征的结合被包含在本发明的范畴中，只要该等特征包含在任何此种结合中不违背彼此一致性，从上下文、本说明书及熟悉该项技艺人士的知识是明显的。本发明其它的优点及观点在以下的详细说明及申请专利范围是明显的。

对于熟习本技艺的人士而言，从以下所作的详细叙述配合伴随的图式，本发明将能够更清楚地被了解，其上述及其它目的及优点将会变得更明显。

附图说明

图1是电荷泵系统的方块图。

图2是本发明的两相时钟产生器的示意图。

图2a是本发明另一实施例的另一时钟产生器的示意图。

图3是显示本发明的时钟产生器，其具有频率随电源电压增加而减少。

图4是显示本发明的时钟产生器可以改善箝位电压的差值。

图5a是在低电源电压时，通过时钟产生器产生的频率。

图5b是在高电源电压时，通过时钟产生器产生的频率。

图6是图2及/或图2a的时钟产生器的电路实施例。

图7是本发明的多相时钟产生器的示意图。

图8是图7的多相时钟产生器的电路实施例。

图9是传统的时钟产生器。

图10是显示传统时钟产生器的频率及使用传统时钟产生器的电荷泵系统的泵能力及泵电流的关系图。

图11是在电荷泵系统中使用传统时钟产生器的箝位电压。

图12a是在低电源电压时，通过传统的时钟产生器产生的频率。以及

图12b是在高电源电压时，通过传统的时钟产生器产生的频率。

具体实施方式

将更详细地参照本发明目前较佳的实施例，其范例图解在随附的图式中。仅可能地，相同或相似的图号被使用于图式及说明以参照相同或相似的部份。应注意该图式是以精简的形式且非精确的尺寸。在此参照揭露书时，仅为了方便及清楚的目的，方向名称，例如顶、底、左、右、向上、向下、在上方、高于、在下方、后面以及前面，是对应随附的图式而使用。此类方向性名称不应以任何方式被解释来限制本发明的范畴。

虽然此处的揭露书参照特定的图解实施例，应了解这些实施例是以范例的方式而非限定的方式被表达。虽然讨论示范的实施例，但是以下的详细说明的意图是为涵盖该等实施例的修改、变化及等效，如落在权利要求书所定义的本发明的精神及范畴。

应了解在此叙述的制程步骤及结构未涵盖制造该结构的全部流程。本发明可以结合各种集成电路制造技术而实施，该技术是传统的技术领域中所使用的，而且此处只有包含提供理解本发明所必要的通用的实施制程步骤。

图1是一电荷泵系统的方块图。一泵电路接收一通过一时钟产生器所产生的信号以产生一泵电流及一泵电压。使用一电压箝位器以控制泵电压值。

图2是本发明的两相时钟产生器的示意图。图2a是本发明另一实施例的另一时钟产生器的示意图。图3是显示本发明的时钟产生器具有一频率随电源电压VDD增加而减少。该时钟产生器可以改善介于高电源电压high VDD及低电源电压low VDD之间的箝位电压Vclamp的差值，如图4所示。

图5a是在低电源电压时，通过时钟产生器产生的频率，其中实线是电容MC1，而虚线是电容MC2。图5b是在高电源电压时，通过时钟产生器产生的频率，其中实线是电容MC1，而虚线是电容MC2。该频率随高电源电压high VDD增加而下降。当电压VD1到达REFV1时，MC1关闭，而MC2打开。

图6是图2及/或图2a的时钟产生器的电路实施例。除了CLK之外，还增加一第二相位输出。根据本发明的一个特点，图6的时钟产生器可以被解释为包括一电阻(例如RCLK)；一MOSFET(例如MZ0)具有一控制极、一漏极与一源极，该MOSFET连接该电阻以产生一参考电流(例如通过MX0)；一与电源电压VDD及温度不相关的第一参考电压(例如AVXRD)以控制该MOSFET；一电流镜电路(例如包括MX0、MX1及MX2)，通过镜射该参考电流以产生一第一(例如通过MX1)及第二(例如通过MX2)镜电流；一第一电容(例如MC1)，接收该第一镜电流及产生第一充电电压(例如VD1)；一第二电容(例如MC2)，接收该第二镜电流及产生第二充电电压(例如VD2)；以及一逻辑电路(例如包括一对与非门)接收该第一及第二充电电压及产生一时脉信号CLK。根据本发明的另一特点，该电路可以更包括一第二参考电压(例如REFV1)，从一输入供应电压(例如VDD)产生，以控制该第一及第二充电电压。

当电源电压VDD上升，电容MC1及MC2的充电时间增加且频率下降。当温度上升，温度相关电流调整MOSFETMZ0的临界电压Vt下降，使得RCLK的跨压较高，且通过MY0、MY1及MY2的电流因而上升，并且该频率相对应地上升。因此，根据本发明的一个特点，该参考电流被加工以随温度而上升，使得电容MC1及MC2随温度上升而更快速地充电。

为选择适当的MZ0，实际上随着时钟产生器的温度而改变的频率(例如频率下降)可以先被决定，例如，使用理论及经验的资料。下一步，对每一温度上升所期望的频率(例如上升)可以被决定。这些决定可以针对各种操作参数而做，例如针对一不同的电源电压VDD值的范围等。例如，对一给予的电源电压VDD(在一范围内，例如，低电源电压VDD low到高电源电压VDD high)，一组期望的频率(或频率的改变，例如，频率上升)可以在一温度范围内被决定。该资料也可以根据被实施的不同电荷泵及/或箝位电压Vclamp而变化。例如，此资料可以被列表及/或绘图。根据本发明的一个特点，任何参数可以被设计/实现在此以控制(例如，改变且较佳者为增加)充电电流到MC1及MC2，因而产生改变(例如，增加)电流到MC1及MC2，使得该期望频率随每一温度的改变而被得到。

各种形式的控制装置/组件/安排可以被实施以达到频率控制的功能。此装置的一般架构被显示在图2a中，如标示“Iref(随温度上升而上升)”的方块。然而，应了解其它装置可以被建造在一电流镜电路旁或其附加，其中该参考电流随温度改变而改变(或受控)。此外，在解说的或其它的实施例中，在某些状况下该参考电流可以不随温度改变或者实际上在一温度范围的特定温度是下降的。

在图6的图解实施例中，选择MZ0以具有一随温度上升而下降的临界电压(Vt)，使得该期望的参考电流随温度上升而被产生。在一较佳实施例中，一与电源电压VDD及温度无关的电压AVXRD被用来提供更一致及可预测的结果。在其它实施例中，该电压AVXRD被省略。

图7是本发明的多相时钟产生器的示意图，而图8是图7所示多相时钟产生器的电路实施例。

图9是传统的时钟产生器。图10是显示传统时钟产生器的频率及使用传统时钟产生器的电荷泵系统的泵能力及泵电流的关系图。如图11所示，在电荷泵系统中使用传统时钟产生器，其介于高电源电压及低电源电压之间的箝位电压的差值相当大。图12a是在低电源电压时，通过传统的时钟产生器产生的频率，而图12b是在高电源电压时，通过传统的时钟产生器产生的频率。该频率随电源电压VDD增加而增加。

鉴于上述所言，熟习该项技术者将了解本发明的方法可以在一集成电路中形成只读存储器装置，特别是具有双位存储胞结构的只读存储器装置。以上所述的实施例通过范例的方式被提出，但本发明并不限于这些范例。对于熟习该项技术者，经思考以上所述，可能发生对本发明揭露的实施例的多重变化及改变，而不互相排斥的延伸。然而，此变化及修改落在权利要求书设定的本发明的范畴中。

Claims

1、一种用于存储器装置的时钟产生器，其特征是包括：

一电阻；

一第一电容，接收该第一镜电流及产生一第一充电电压；

一第二电容，接收该第二镜电流及产生一第二充电电压；

2、根据权利要求1所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该第一电容、第二电容及电阻决定该时脉信号的周期。

3、一种用于存储器装置的时钟产生器，其特征是包括：

一第一电容，接收该第一镜电流及产生一第一充电电压；

4、根据权利要求3所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是更包括：

一电阻；

5、根据权利要求4所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该MOSFET具有一随温度上升而减少的临界电压。

6、根据权利要求5所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该临界电压随温度上升而减少，使得一通过该MOSFET的电流随温度上升而增加。

7、根据权利要求6所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该临界电压随温度上升而减少，使得该时脉信号的频率随温度上升而增加。

8、根据权利要求4所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：该第一电容、第二电容及电阻决定该时脉信号的周期。

9、根据权利要求7所述的用于存储器装置的时钟产生器，其特征是：更包括一第二参考电压从一输入供应电压产生，连接该电流镜电路，以控制该第一镜电流与该第一电容之间的连接，以及该第二镜电流与该第二电容之间的连接，以控制该第一及第二充电电压。