CN101127241A - 用于低压eeprom的字线电压切换电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于低压EEPROM的字线电压切换电路,由低压至中压的电平转换电路、高压本征NMOS晶体管和高电压反馈上拉电路组成;该电路采用通用的电平转换电路实现低压至中压的切换,再通过高压本征NMOS晶体管传至字线输出端,实现EEPROM读取时低压至中压的切换;编程时,通过高电压反馈上拉电路又实现了低压至高压的切换。本发明的电路结构简单,有利于节约版图面积,生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成电路中的字线电压切换电路,尤其涉及一种用于低压EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,电可擦写只读存储器)的字线电压切换电路。
背景技术
在低压EEPROM设计中,为了提高读取速度,在读取数据时需要抬高字线上的电压,该电压可以通过电荷泵实现,称之为中压;在进行擦除或写入数据时则需要字线上的电压抬升至十几伏,称之为高压。为了实现在不同操作下字线上的中压和高压的切换,就需要通过复杂的切换电路,这就增加了版图面积,会提高生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于低压EEPROM的字线电压切换电路,其结构简单,有利于节约版图面积,生产成本低。
为解决上述技术问题,本发明提供一种用于低压EEPROM的字线电压切换电路,包括低压至中压的电平转换电路,还包括高压本征NMOS晶体管和高电压反馈上拉电路;
所述的高电压反馈上拉电路即中压至高压的电平转换电路,包括一个高压反相器和一个高压PMOS晶体管,高压反相器的输入端为字线,其输出端和高压PMOS晶体管的栅极相连,该高压PMOS晶体管的源极接高压电源,其漏极与字线相连;所述的高压本征NMOS晶体管的漏极也和字线相连,其源极与所述的低压至中压的电平转换电路的输出端相连,其栅极接中压电源;
所述的低压至中压的电平转换电路实现低压至中压的切换,再通过高压本征NMOS晶体管传至字线输出端,使EEPROM读取时由低压切换到中压;EEPROM编程时,中压输出信号再通过高电压反馈上拉电路中的高压反相器和高压PMOS晶体管的正反馈,被上拉至高压电平,使EEPROM编程时由低压切换到高压。
所述高电压反馈上拉电路的高压反相器由1个高压PMOS晶体管和1个高压NMOS晶体管组成,该高压PMOS晶体管的源极接高压电源,其漏极和高压NMOS晶体管的漏极互连,其栅极与高压NMOS晶体管的栅极互连,高压NMOS晶体管的源极接地。
和现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明采用通用的电平转换电路实现低压至中压的切换,再通过高压本征NMOS晶体管传至字线输出端,然后通过高电压反馈上拉电路实现EEPROM读取时低压至中压的切换以及EEPROM编程时低压至高压的切换。本发明的用于低压EEPROM的字线电压切换电路已运用在EEPROM模块开发中,其结构简单,有效地节约了版图面积,且生产成本低。
附图说明
附图是本发明用于低压EEPROM的字线电压切换电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如附图所示,本发明的整个电路分为3个组成部分:
1、低压至中压的电平转换电路,包括附图中左侧的2个中压PMOS晶体管MP1、MP1和2个中压NMOS晶体管MN1、MN2和一个低压反相器LINV;
2、高压本征NMOS晶体管NN,起传输作用;
3、高电压反馈上拉电路,即中压至高压的电平转换电路,包括附图中右侧的高压PMOS晶体管HP1和一个高压反相器,该高压反相器由高压PMOS晶体管HP2和高压NMOS晶体管HN1构成。高压PMOS晶体管HP2的源极接高压电源VDD3,其漏极和高压NMOS晶体管HN1的漏极互连,其栅极与高压NMOS晶体管HN1的栅极互连,高压NMOS晶体管HN1的源极接地。高压PMOS晶体管HP1的源极接高压电源VDD3,栅极接高压反相器的输出端,漏极接高压本征NMOS晶体管NN的漏极(即字线,也是高压反相器的输入端);高压本征NMOS晶体管NN的源极与所述的低压至中压的电平转换电路的输出端相连(即与RA相连,RA是电路中位于中压PMOS晶体管MP1和中压NMOS晶体管MN1之间的一点),高压本征NMOS晶体管NN的栅极接中压电源VDD2。
上述电路采用通用的电平转换电路实现低压至中压的切换,再通过高压本征NMOS晶体管NN传至字线输出端WL,实现EEPROM读取时低压至中压的切换;在字线输出端WL与高压电源端VDD3接入高压PMOS晶体管HP1,其门控制为字线输出的反相信号WB,中压输出信号通过高压反相器(由高压PMOS晶体管HP2和高压NMOS晶体管HN1构成)以及高压PMOS晶体管HP1的正反馈,可以被上拉至高压电平,以实现EEPROM编程时低压至高压的切换。
该电路的工作原理如下:
假设低压电源VDD1为1.8V(即低压反相器的电源);中压电源VDD2为3V;高压电源VDD3为15V;本征N型晶体管NN的阈值电压=0.1V。
1)在EEPROM进行编程时,要求字线为高压电平。此时,VDD2=VDD1=1.8V,VDD3=15V。
输入信号IN如果为1.8V,则RA=IN=1.8V,经过传输门,WL(字线输出端)电平为1.7V;WB(字线输出的反相信号)=0V,附图中的高压P型晶体管HP1导通,WL被上拉至15V。
输入信号IN如果为0V,则RA=IN=0V,经过传输门,WL电平为0V;WB=15V,附图中的高压P型晶体管HP1截至,WL保持为0V。
2)在EEPROM进行读取时,要求字线为中压电平。此时,VDD1=1.8V,VDD2=3V,VDD3开路。
输入信号IN如果为1.8V,则RA=3V,经过传输门,WL电平为2.9V,该字线被选中;其WB=0V,附图中的高压P型晶体管HP1导通,VDD3被置于2.9V。
输入信号IN如果为0V,则RA=0V,经过传输门,WL电平为0V;当所有字线中有一个被选中时,前面已提及,VDD3将被置于2.9V,未被选中的字线WL为0V,其WB=2.9V,附图中的高压P型晶体管HP1截至;如果所有字线均未被选中,VDD3将处于开路状态,但由于HP1管存在1个漏端至源端的正向PN结,实际上VDD3的电压为2.9V-PN结正向压降,所有字线则均为0V。
Claims (2)
1.一种用于低压EEPROM的字线电压切换电路,包括低压至中压的电平转换电路,其特征在于,还包括高压本征NMOS晶体管和高电压反馈上拉电路;
所述的高电压反馈上拉电路即中压至高压的电平转换电路,包括一个高压反相器和一个高压PMOS晶体管,高压反相器的输入端为字线,其输出端和高压PMOS晶体管的栅极相连,该高压PMOS晶体管的源极接高压电源,其漏极与字线相连;所述的高压本征NMOS晶体管的漏极也和字线相连,其源极与所述的低压至中压的电平转换电路的输出端相连,其栅极接中压电源;
所述的低压至中压的电平转换电路实现低压至中压的切换,再通过高压本征NMOS晶体管传至字线输出端,使EEPROM读取时由低压切换到中压;EEPROM编程时,中压输出信号再通过高电压反馈上拉电路中的高压反相器和高压PMOS晶体管的正反馈,被上拉至高压电平,使EEPROM编程时由低压切换到高压。
2.如权利要求1所述的用于低压EEPROM的字线电压切换电路,其特征在于,所述高电压反馈上拉电路的高压反相器由1个高压PMOS晶体管和1个高压NMOS晶体管组成,该高压PMOS晶体管的源极接高压电源,其漏极和高压NMOS晶体管的漏极互连,其栅极与高压NMOS晶体管的栅极互连,高压NMOS晶体管的源极接地。
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