CN101894586A - 编程电压补偿电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种编程电压补偿电路，用于对非易失性存储器编程电压进行补偿，包含：电荷泵，其输入端连接一供电电源，输出编程电压；连接于该电荷泵的取样电阻网络，包含相互串连的第一电阻模块与第二电阻模块，其公共节点连接于一比较器；连接于该供电电源的取样电流/电压转换电路，另一端连接于该第二电阻模块，用于根据编程电流的变化控制该第二电阻模块电阻的大小；以及比较器，其两个输入端分别连接于该公共节点与一基准电压，输出一反馈信号至该电荷泵，以控制该电荷泵的输出；本发明在保证编程电压得到补偿的基础上，使得取样电流/电压转换电路由供电电源直接供电，且电荷泵直接输出编程电压，避免了输入电压可靠工作裕量小的问题。
Description
技术领域
本发明关于一种编程电压补偿电路，特别是关于一种用于对非易失性存储器的编程电压进行补偿的编程电压补偿电路。
背景技术
半导体存储器可被分为易失性存储器和非易失性存储器。电可擦除/可编程非易失性存储器是非易失性存储器的一种，它的优点是即使在停止供电时也能够保存数据，而闪存是电可擦除/可编程非易失性存储器的一个代表性示例。
由于闪存是一种电可擦除/可编程的非易失性存储器，为了编程和擦除闪存存储器单元，需要提供其高于电源电压的电压，用于编程和/或擦除闪存存储器单元的电压被称之为编程电压。一般，为了使闪存有效地进行编程和擦除工作，往往需要对编程电压进行补偿，因为如果不进行补偿，如一次擦写数据较多或负载电流较大时，编程电压会下降过多，从而造成编程时写入数据不准确。
图1为现有技术中常用的编程电压补偿电路的电路结构图。如图1所示，电荷泵101输入低电压Vcc(其典型值为1.8V/3.3V)，输出较高的输出电压HV，PMOS晶体管管P1、P2......PN组成取样电阻网络102，与比较器104一起稳定此较高的输出电压HV，输出电压HV经过PMOS晶体管P0的调整后形成编程电压Vpp，同时，由电阻R0与一镜像恒流源串联组成的取样电流/电压转换电路103与PMOS晶体管P0并联接于电荷泵101的输出端。当电荷泵101的输出电压HV偏高时，取样点电压VIN偏高，因取样点电压VIN接至比较器104的反向端，故比较器104的输出端输出的反馈信号FB下降，反馈信号FB控制HV降低，从而稳定输出电压HV的电压。
一般无补偿时，当编程负载较重时，编程电流上升，编程电压Vpp下降。而有补偿电路作补偿时，因编程电流较大时，取样电流Ipfb也较大，此取样电流Ipfb经电阻R0在PMOS晶体管P0的栅极形成向相反方向变化的栅极电压，即Ipfb增大，则电阻R0压降较大，从而PMOS晶体管P0的栅极电压变低，从而PMOS管P0导通增强，其导通电阻进一步下降，从而使编程电压Vpp获得提高来抑制大负载编程电流造成的电压下降。
然而，虽然现有技术常用的编程电压补偿电路可以对编程电压进行补偿以获得较为稳定的编程电压Vpp，但却存在如下问题：一、由于现有技术中的取样电流/电压转换电路需要从电荷泵101供电，其加重了电荷泵的负载电流；二、编程电压Vpp由输出电压HV经PMOS晶体管P0降压后生成，客观上使得HV必须更高才能满足同样的编程电压Vpp，而输出电压HV和输入电压Vcc正相关，那么就意味着必须提供更高的输入电压Vcc，亦即Vcc的范围变窄，可靠工作裕量减小。
综上所述，可知先前技术的编程电压补偿电路由于存在取样电流/电压转换电路由电荷泵提供而加重了电荷泵的负载电流且编程电压需经压降生成等原因而导致存在输入电压可靠工作裕量减小的问题，因此，实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。
发明内容
为克服上述现有技术存在的输入电压可靠工作裕量减小的问题，本发明的主要目的在于提供一种编程电压补偿电路，在保证编程电压得到补偿的基础上，使得其取样电流/电压转换电路由供电电源直接供电，且电荷泵直接输出编程电压，避免了输入电压可靠工作裕量减小的问题。
为达上述及其它目的，本发明一种编程电压补偿电路，用于对非易失性存储器编程电压进行补偿，包含：
电荷泵，其输入端连接一供电电源，由该供电电源输入一低电压，该电荷泵的输出端输出编程电压，该编程电压高于该供电电源的电压；
取样电阻网络，连接于该电荷泵的输出端，其包括相互串联的第一电阻模块与第二电阻模块，该第一电阻模块与该第二电阻模块相接于第一公共节点，该第一公共节点处形成的取样电压被输入至一比较器；
取样电流/电压转换电路，其一端连接于该供电电源，另一端连接于该第二电阻模块，用于根据编程电流的变化控制该第二电阻模块电阻的大小；以及
比较器，其第一输入端连接于该第一公共节点，第二输入端连接一基准电压，输出端输出一反馈信号至该电荷泵，以控制该电荷泵的输出。
进一步地，该第一输入端为比较器的反向端，该第二输入端为该比较器的正向端，当该编程电流变大时，该取样电流/电压转换电路控制使得该第二电阻模块的电阻减小。
进一步地，该取样电流/电压转换电路包含一电阻与一镜像恒流源，该电阻与该镜像恒流源串联相接形成第二公共节点，该第二公共节点与该第二电阻模块相接。
进一步地，该第一电阻模块包含多个接成电阻的PMOS晶体管，每个PMOS晶体管源极与衬底连接，栅极与漏极连接；该第二电阻模块包含一接成电阻的PMOS晶体管，该第二电阻模块的PMOS晶体衬底与该第二公共节点连接，栅极与漏极连接。
与现有技术相比，本发明一种编程电压补偿电路通过将取样电流/电压转换电路一端连接于供电电源与作为第二电阻模块的PMOS晶体管衬底之间，使得取样电流/电压转换电路根据编程电流的变化可以控制第二电阻模块的大小，并使得取样电阻网络根据第二电阻模块的变化输出相应的信号比较器，进而使得比较器输出相应的反馈信号至电荷泵以控制电荷泵输出稳定的编程电压，本发明由于取样电流/电压转换电路的电压不由电荷泵提供，且电荷泵输出编程电压后不再有压降，因此不需提供更高的输入电压，解决了现有技术中为保证稳定的编程电压而使得输入电压可靠工作裕量减小的问题。
附图说明
图1为现有技术常用的编程电压补偿电路的电路结构示意图；
图2为本发明编程电压补偿电路较佳实施例的电路结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图2为本发明编程电压补偿电路较佳实施例的电路结构图。如图1所示，本发明一种编程电压补偿电路，用于对非易失性存储器(例如闪存)编程电压的补偿，用于包括：电荷泵201，其输入端连接一供电电源，输入低电压Vcc，典型值可以例如为1.8V/3.3V，电荷泵201的输出端输出编程电压Vpp，电荷泵201主要用于获取高于供电电源Vcc的电压；取样电阻网络202，连接于电荷泵201的输出端，其由第一电阻模块与第二电阻模块串联组成，即第一电阻模块与第二电阻模块串联接于电荷泵201的输出端，第一电阻模块与第二电阻模块的第一公共节点a处形成的取样点电压VIN被输入到一比较器输入端，在本发明较佳实施例中，取样电阻网络202为N个接成电阻的PMOS晶体管P0、P1.....PN-1以及PN组成，其中P0、P1......PN-1组成第一电阻模块，每个PMOS晶体管的源极与衬底连接在一起，栅极与漏极相接；PN构成第二电阻模块，其衬底接至取样电流/电压转换电路，栅极与漏极相接，但本发明取样电路网络不以此为限；取样电流/电压转换电路203，其连接于取样电阻网络202的第二电阻模块，用于控制第二电阻模块电阻的大小，具体来说，当编程电流变大时，编程电压Vpp下降，取样电流/电压转换电路203控制使得第二电阻模块的电阻减小，即取样点电压VIN减小，本发明较佳实施例中，取样电流/电压转换电路203由相互串联的电阻R0与一镜像恒流源组成，电阻R0的另一端连接于供电电源Vcc，并且电阻R0与镜像恒流源的形成的第二公共节点b连接于第二电阻模块，具体来说，第二公共节点b连接于PMOS晶体管Pn的衬底，取样电流/电压转换电路203主要通过编程电流的变化来控制第二电阻模块电阻的大小；以及，比较器204，其反向端接收取样点电压VIN，正向端连接一基准电压Vref，输出端一反馈信号FB至电荷泵201，该反馈信号FB用于控制电荷泵201的输出。
以下将进一步分析本发明如何实现编程电压Vpp的补偿。请继续参考图2，当编程电流变大时，编程电压Vpp下降，此时取样点VIN电压随之下降，则比较器204输出的反馈信号FB上升，反馈信号FB的上升则控制编程电压VPP上升；同时，当编程电流变大时，即镜像恒流源的Ipfb增大，此时电阻R0电压压降大，第二公共节点b电压下降，亦即PMOS晶体管Pn的衬底电压下降，PMOS管PN的衬底电压下降使得PMOS晶体管PN的电阻减小，从而取样点电压VIN下降，取样点电压VIN下降使得比较器204输出的反馈信号FB上升，反馈信号FB控制编程电压VPP上升。
本发明一种编程电压补偿电路通过将取样电流/电压转换电路一端连接于供电电源与作为第二电阻模块的PMOS晶体管衬底之间，使得取样电流/电压转换电路根据编程电流的变化可以控制第二电阻模块的大小，并使得取样电阻网络根据第二电阻模块的变化输出相应的信号比较器，进而使得比较器输出相应的反馈信号至电荷泵以控制电荷泵输出稳定的编程电压，本发明由于取样电流/电压转换电路的电压不由电荷泵提供，且电荷泵输出编程电压后不再有压降，因此不需提供更高的输入电压，解决了现有技术中为保证稳定的编程电压而使得输入电压可靠工作裕量减小的问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (4)
1.一种编程电压补偿电路，用于对非易失性存储器编程电压进行补偿，包含：
电荷泵，其输入端连接一供电电源，由该供电电源输入一低电压，该电荷泵的输出端输出编程电压，该编程电压高于该供电电源的电压；
取样电阻网络，连接于该电荷泵的输出端，其包括相互串联的第一电阻模块与第二电阻模块，该第一电阻模块与该第二电阻模块相接于第一公共节点，该第一公共节点处形成的取样电压被输入至一比较器；
取样电流/电压转换电路，其一端连接于该供电电源，另一端连接于该第二电阻模块，用于根据编程电流的变化控制该第二电阻模块电阻的大小；以及
比较器，其第一输入端连接于该第一公共节点，第二输入端连接一基准电压，输出端输出一反馈信号至该电荷泵，以控制该电荷泵的输出。
2.如权利要求1所述的编程电压补偿电路，其特征在于：该第一输入端为比较器的反向端，该第二输入端为该比较器的正向端，当该编程电流变大时，该取样电流/电压转换电路控制使得该第二电阻模块的电阻减小。
3.如权利要求2所述的编程电压补偿电路，其特征在于：该取样电流/电压转换电路包含一电阻与一镜像恒流源，该电阻与该镜像恒流源串联相接形成第二公共节点，该第二公共节点与该第二电阻模块相接。
4.如权利要求3所述的编程电压补偿电路，其特征在于：该第一电阻模块包含多个接成电阻的PMOS晶体管，每个PMOS晶体管源极与衬底连接，栅极与漏极连接；该第二电阻模块包含一接成电阻的PMOS晶体管，该第二电阻模块的PMOS晶体衬底与该第二公共节点连接，栅极与漏极连接。
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