CN107592011B - 一种电荷泵系统及三维nand存储器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电荷泵系统及三维NAND存储器，其中，所述电荷泵系统通过电压探测模块探测电荷泵的输出电压，并向第一反馈支路输出第一探测电压，向第二反馈支路输出第二探测电压，在电荷泵输出电压的上升阶段，所述第二反馈支路根据所述第二探测电压控制可控电荷泵的驱动电流，以使所述可控电荷泵的驱动电流随输出电压的增加逐级减小，在当向第一反馈支路输出的第一探测电压大于或等于第一参考电压时，通过第一反馈支路控制电荷泵输出稳定的输出电压，从而实现了在电压上升阶段提供较高的电流驱动能力的同时，降低电压稳定阶段的电荷泵输出的纹波电压的目的，进而提升应用所述电荷泵系统的三维NAND存储器的电学性能。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种电荷泵系统及三维NAND存储器。
背景技术
三维NAND(与非)存储器是三维闪速存储器的一种，具有较高的集成度和数据存储密度，自三维NAND存储器进入市场以来，闪存的容量得到了迅速的扩充，闪存容量的增长速度达到了几乎每年翻一倍的速度。
现有技术中应用于三维NAND存储器的电荷泵系统如图1所示，包括电荷泵10、反馈支路和输出电容CL，在图1中，Vin表示输入电压，Vout表示电荷泵输出电压；其中，反馈支路由时钟驱动模块20和电压检测模块30构成，由于三维NAND存储器中的字线对于电荷泵10来说属于容性负载，为了提高闪存性能，在电荷泵10输出电压上升阶段需要电荷泵10能够提供大的驱动电流，以使字线电压迅速上升，当电压检测模块30检测到的电压达到一定值时，通过反馈支路将电荷泵10的输出电流稳定在目标稳定值附近。但是三维NAND存储器的存储容量的增加也给三维NAND存储器带来了更加复杂的寄生参数，这对应用于三维NAND存储器的电荷泵10系统的设计带来了更大的挑战：首先，电荷泵10输出的选中字线上的纹波电压会通过字线间电容耦合到相邻字线上，较大的纹波电压会使存储单元的阈值分散度加大；另外，增加的寄生电容会使得负载电流增大，进而拉低电荷泵10的输出电压。
因此，对于应用于三维NAND存储器的电荷泵10系统需要要求既要在电压上升阶段具有较高的电流驱动能力，而且要在稳定阶段提供较小的纹波电压。但是现有技术中应用于三维NAND存储器的电荷泵10系统难以满足上述两个要求，其在提高电压上升阶段的电流驱动能力的同时，必然会带来较高的纹波电压。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电荷泵系统及三维NAND存储器，以实现在提高电荷泵系统在电压上升阶段的电流驱动能力的同时，降低稳定阶段的电荷泵系统输出的纹波电压的目的。
为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种电荷泵系统，包括：可控电荷泵，电压探测模块、第一反馈支路和第二反馈支路，其中；
所述可控电荷泵的输出端与所述电压探测模块的输入端电连接，所述可控电荷泵的第一控制端与所述第一反馈支路的输出端电连接，所述可控电荷泵的第二控制端与所述第二反馈支路的输出端电连接；
所述电压探测模块的第一输出端与所述第一反馈支路的输入端电连接，所述电压探测模块的第二输出端与所述第二反馈支路的输入端电连接；
所述电压探测模块用于探测所述可控电荷泵的输出电压，并根据所述可控电荷泵的输出电压向所述第一反馈支路输出第一探测电压，向所述第二反馈支路输出第二探测电压；
所述第一反馈支路用于当所述第一探测电压大于或等于第一参考电压时，控制所述可控电荷泵输出稳定的输出电压；
所述第二反馈支路用于根据所述第二探测电压控制所述可控电荷泵的驱动电流，以使所述可控电荷泵的驱动电流随输出电压的增加逐级减小。
可选的，所述可控电荷泵包括电荷泵基本框架和至少一级驱动单元；
每级所述驱动单元包括两支驱动支路，所述驱动支路由串接的功能元件和开关管构成，
每支所述驱动支路包括串接的功能元件和开关管，所述驱动支路的功能元件并联于所述电荷泵基本框架中相同种类功能元件的两端，且所述驱动支路的功能元件尺寸大于所述电荷泵基本框架中相同种类功能元件的尺寸；
每级所述驱动单元中的功能元件的尺寸不同；
所述功能元件为MOS管或电容。
可选的，所述可控电荷泵包括电荷泵基本框架和一级驱动单元，其中，
所述驱动单元包括两支驱动支路，每只所述驱动支路由串接的MOS管和开关管构成，两支所述驱动支路并联于所述电荷泵基本框架的输出级MOS管两端，或均并联于所述电荷泵基本框架的输入级MOS管两端，所述驱动支路的MOS管的源极与其并联的MOS管的源极电连接，漏极与开关管的一端连接，栅极和与其并联的MOS管的栅极电连接，所述开关管远离所述驱动支路的MOS管的一端和与其并联的MOS管的漏极电连接；
当所述第二探测电压小于第一参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第一使能信号，控制所述开关管闭合；
当所述第二探测电压大于或等于第一参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第二使能信号，控制所述开关管断开，以降低所述可控电荷泵的驱动电流。
可选的，所述电压探测模块包括依次串接的第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻和第三电阻；其中，
所述第一电容与第二电容的连接节点及所述第一电阻和第二电阻的连接节点为所述电压探测模块的第一输出端；
所述第二电阻和第三电阻的连接节点为所述电压探测模块的第二输出端；
所述第三电阻和第一电容的连接节点为所述电压探测模块的输入端；
所述第二电容与所述第一电阻的连接节点接地。
可选的，所述第二反馈支路包括依次串接的第一电压比较器和第一开关控制器；其中，
所述第一电压比较器的输出端与所述第一开关控制器的输入端电连接，所述第一电压比较器的信号输入端与所述电压探测模块的第二输出端电连接，所述第一电压比较器的参考电压输入端用于接收第一参考电压；
所述第一开关控制器的输出端与所述可控电荷泵的第二控制端电连接。
可选的，所述可控电荷泵包括电荷泵基本框架、第一级驱动单元和第二级驱动单元；
每级所述驱动单元包括两支驱动支路，所述驱动支路由串接的MOS管和开关管构成，两个所述驱动支路并联于所述电荷泵基本框架的输出级MOS管两端，或均并联于所述电荷泵基本框架的输入级MOS管两端，所述驱动支路的MOS管的源极与其并联的MOS管的源极电连接，漏极与开关管的一端连接，栅极和与其并联的MOS管的栅极电连接，所述开关管远离所述驱动单元的MOS管的一端和与其并联的MOS管的漏极电连接；
所述第一级驱动单元的MOS管的尺寸大于所述电荷泵基本框架的MOS管的尺寸，且小于所述第二级驱动单元的MOS管的尺寸；
当所述第二探测电压小于第二参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第三使能信号，控制所述第一级驱动单元和第二级驱动单元的开关管均闭合；
当所述第二探测电压大于或等于第二参考电压，且小于第一参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第四使能信号，控制所述第二级驱动单元的开关管断开，以降低所述可控电荷泵的驱动电流；
当所述第二探测电压大于或等于第一参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第五使能信号，控制所述第一级驱动单元和第二级驱动单元的开关管均断开，以降低所述可控电荷泵的驱动电流。
可选的，所述电压探测模块包括依次串接的第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；其中，
所述第三电容和第四电容的连接节点及所述第四电阻和第五电阻的连接节点为所述电压探测模块的第一输出端；
所述第五电阻和第六电阻的连接节点为所述电压探测模块的第二子输出端；
所述第六电阻和第七电阻的连接节点为所述电压探测模块的第一子输出端，所述第一子输出端和第二子输出端构成所述电压探测模块的第二输出端；
所述第七电阻和第三电容的连接节点为所述电压探测模块的输入端；
所述第四电阻和第四电容的连接节点接地。
可选的，所述第二反馈支路包括第二电压比较器、第三电压比较器和第二开关控制器；其中，
所述第二电压比较器的输出端与所述第二开关控制器的第一输入端电连接，所述第二电压比较器的信号输入端与所述电压探测模块的第一子输出端电连接，所述第二电压比较器的参考电压输入端用于接收所述第一参考电压；
所述第三电压比较器的输出端与所述第二开关控制器的第二输入端电连接，所述第三电压比较器的信号输入端与所述电压探测模块的第二子输出端电连接，所述第三电压比较器的参考电压输入端用于接收所述第二参考电压；
所述第二开关控制器的输出端与所述可控电荷泵的第二控制端电连接。
可选的，所述电荷泵基本框架为倍压器结构或Dickson电荷泵结构或四相时钟电荷泵结构或CTS电荷泵结构。
一种三维NAND存储器，包括如上述任一项所述的电荷泵系统。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种电荷泵系统及三维NAND存储器，其中，所述电荷泵系统通过电压探测模块探测电荷泵的输出电压，并向第一反馈支路输出第一探测电压，向第二反馈支路输出第二探测电压，在电荷泵输出电压的上升阶段，所述第二反馈支路根据所述第二探测电压控制可控电荷泵的驱动电流，以使所述可控电荷泵的驱动电流随输出电压的增加逐级减小，在当向第一反馈支路输出的第一探测电压大于或等于第一参考电压时，通过第一反馈支路控制电荷泵输出稳定的输出电压，从而实现了在电压上升阶段提供较高的电流驱动能力的同时，降低电压稳定阶段的电荷泵输出的纹波电压的目的，进而提升应用所述电荷泵系统的三维NAND存储器的电学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的电荷泵系统的结构示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的一种电荷泵系统的结构示意图；
图3为本申请的一个实施例提供的一种可控电荷泵的电路结构示意图；
图4为本申请的一个实施例提供的一种电压探测模块的电路结构示意图；
图5为本申请的一个实施例提供的一种第二反馈支路的电路结构示意图；
图6为本申请的一个实施例提供的电荷泵系统与传统电荷泵系统的实验对比图；
图7为本申请的另一个实施例提供的一种可控电荷泵的电路结构示意图；
图8为本申请的另一个实施例提供的一种电压探测模块的电路结构示意图；
图9为本申请的另一个实施例提供的一种第二反馈支路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种电荷泵系统，如图2所示，包括：可控电荷泵100，电压探测模块200、第一反馈支路300和第二反馈支路400，其中；
所述可控电荷泵100的输出端与所述电压探测模块200的输入端电连接，所述可控电荷泵100的第一控制端与所述第一反馈支路300的输出端电连接，所述可控电荷泵100的第二控制端与所述第二反馈支路400的输出端电连接；
所述电压探测模块200的第一输出端与所述第一反馈支路300的输入端电连接，所述电压探测模块200的第二输出端与所述第二反馈支路400的输入端电连接；
所述电压探测模块200用于探测所述可控电荷泵100的输出电压，并根据所述可控电荷泵100的输出电压向所述第一反馈支路300输出第一探测电压，向所述第二反馈支路400输出第二探测电压；
所述第一反馈支路300用于当所述第一探测电压大于或等于第一参考电压时，控制所述可控电荷泵100输出稳定的输出电压；
所述第二反馈支路400用于根据所述第二探测电压控制所述可控电荷泵100的驱动电流，以使所述可控电荷泵100的驱动电流随输出电压的增加逐级减小。
图2中的标号Vin表示输入电压，Vout表示输出电压，另外，图2中还示出了输出电容CL。
需要说明的是，由于在稳定阶段，电荷泵的输出电压在目标电压附近波动，电荷泵的输出电压在目标电压附近的波动幅度又称为纹波电压，纹波电压的大小直接影响着应用所述电荷泵系统的三维NAND存储器的电学性能，电荷泵输出的选中字线上的纹波电压会通过字线间电容耦合到相邻字线上，较大的纹波电压会使存储单元的阈值分散度加大；另外，增加的寄生电容会使得负载电流增大，进而拉低电荷泵的输出电压。
在本实施例中，所述电荷泵系统通过电压探测模块200探测电荷泵的输出电压，并向第一反馈支路300输出第一探测电压，向第二反馈支路400输出第二探测电压，在电荷泵输出电压的上升阶段，所述第二反馈支路400根据所述第二探测电压控制可控电荷泵100的驱动电流，以使所述可控电荷泵100的驱动电流随输出电压的增加逐级减小，在当向第一反馈支路300输出的第一探测电压大于或等于第一参考电压时，通过第一反馈支路300控制电荷泵输出稳定的输出电压，从而实现了在电压上升阶段提供较高的电流驱动能力的同时，降低电压稳定阶段的电荷泵输出的纹波电压的目的，进而提升应用所述电荷泵系统的三维NAND存储器的电学性能。
所述可控电荷泵100可以在传统的电荷泵基本框架上的功能元件通过并联大尺寸功能元件实现在电压上升阶段提供更高的驱动电流的目的，并在电压稳定阶段通过将并联的大尺寸功能元件断路来实现提供一个较小的纹波电压的目的。
具体地，在本申请的一个实施例中，所述可控电荷泵100包括电荷泵基本框架和至少一级驱动单元；
每级所述驱动单元包括两支驱动支路，所述驱动支路由串接的功能元件和开关管构成，
每支所述驱动支路包括串接的功能元件和开关管，所述驱动支路的功能元件并联于所述电荷泵基本框架中相同种类功能元件的两端，且所述驱动支路的功能元件尺寸大于所述电荷泵基本框架中相同种类功能元件的尺寸；
每级所述驱动单元中的功能元件的尺寸不同；
所述功能元件为MOS管或电容。
需要说明的是，所述电荷泵基本框架可以是倍压器结构，也可以是Dickson电荷泵结构，还可以是四相时钟电荷泵结构或CTS电荷泵结构，本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
参考图3，本申请实施例提供了一种可行的可控电荷泵100，在图3中，所述电荷泵基本框架为倍压器结构，由第一输入级MOS管MN1、第二输入级MOS管MN2、第一输出级MOS管MP1S、第二输出级MOS管MP2S、第一时钟电容和第二时钟电容构成，其电连接结构参考图3；
仍然参考图3，所述可控电荷泵100包括电荷泵基本框架和一级驱动单元410，其中，
所述驱动单元包括两支驱动支路410，每只所述驱动支路410由串接的MOS管MP1L和开关管Switch构成，两支所述驱动支路410并联于所述电荷泵基本框架的输出级MOS管两端，或均并联于所述电荷泵基本框架的输入级MOS管两端，所述驱动支路410的MOS管的源极MP1L与其并联的MOS管的源极电连接，漏极与开关管Switch的一端连接，栅极和与其并联的MOS管的栅极电连接，所述开关管Switch远离所述驱动支路410的MOS管MP1L的一端和与其并联的MOS管的漏极电连接；
当所述第二探测电压小于第一参考电压时，所述第二反馈支路400向所述驱动单元发送第一使能信号，控制所述开关管Switch闭合；
当所述第二探测电压大于或等于第一参考电压时，所述第二反馈支路400向所述驱动单元发送第二使能信号，控制所述开关管Switch断开，以降低所述可控电荷泵100的驱动电流。
在本实施例中，所述可控电荷泵100在该电荷泵基本框架的基础上，增加了一级驱动单元，该驱动单元包括两支驱动支路，该驱动支路中的功能元件为MOS管，且在图3中，驱动支路的MOS管并联在了电荷泵基本框架的输出级MOS管两端，在本申请的其他实施例中，驱动支路的MOS管还可以并联在电荷泵基本框架的输入级MOS管两端，并且，当所述驱动支路的功能元件为电容时，可以并联与时钟电容并联，本申请对驱动支路中的功能元件的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。
由于驱动支路的MOS管尺寸大于输出级MOS管的尺寸，意味着在输出电压上升阶段时(所述第二探测电压小于第二参考电压时)，所述第二反馈支路400向所述驱动单元发送第一使能信号，控制所述开关管Switch闭合，所述可控电荷泵100可以通过驱动支路的MOS管提供一个较大的驱动电流，满足在电压上升阶段提供较高的电流驱动能力的目的；而当处于输出电压稳定阶段时(所述第二探测电压大于或等于第二参考电压时)，所述第二反馈支路400向所述驱动单元发送第二使能信号，控制所述开关管Switch断开，使得所述可控电荷泵100以较小尺寸的输出级MOS管工作，以降低所述可控电荷泵100的驱动电流，从而实现降低纹波电压的目的。
所述开关管Switch只要为具有开关功能的电子器件即可，例如可以是三极管或MOS管或薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)等。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
相应的，应用于图3所示的可控电荷泵100的电压探测模块200的结构参考图4，所述电压探测模块200包括依次串接的第一电容Cf1、第二电容Cf2、第一电阻Rf1、第二电阻Rf2和第三电阻Rf3；其中，
所述第一电容Cf1与第二电容Cf2的连接节点及所述第一电阻Rf1和第二电阻Rf2的连接节点为所述电压探测模块200的第一输出端；
所述第二电阻Rf2和第三电阻Rf3的连接节点为所述电压探测模块200的第二输出端；
所述第三电阻Rf3和第一电容Cf1的连接节点为所述电压探测模块200的输入端；
所述第二电容Cf2与所述第一电阻Rf1的连接节点接地。
在图4中，标号D1表示所述电压探测模块200的第一输出端，D2表示所述电压探测模块200的输入端，D3表示所述电压探测模块200的第二输出端。
参考图4所示的结构，所述电压探测模块200的第二输出端输出的电压值为可控电荷泵100输出电压的也就是说，在本实施例中，所述 例如需要可控电荷泵100在稳定阶段输出5V左右的电压，则目标电压为5V，
相应的，应用于图3所示的可控电荷泵100和图4所示的电压探测模块200的第二反馈支路400参考图5所示，所述第二反馈支路400包括依次串接的第一电压比较器420和第一开关控制器430；其中，
所述第一电压比较器420的输出端与所述第一开关控制器430的输入端电连接，所述第一电压比较器420的信号输入端与所述电压探测模块200的第二输出端电连接，所述第一电压比较器420的参考电压输入端用于接收第一参考电压Ref1；
所述第一开关控制器430的输出端与所述可控电荷泵100的第二控制端电连接。
参考图6，图6为图3、图4和图5所示的结构构成的电荷泵系统与传统的电荷泵系统的对比实现结果图，在图6中标号O1的曲线代表本申请实施例提供的电荷泵系统在电压稳定阶段的输出电压(Output Voltage)，标号O2的曲线代表传统的电荷泵系统在电压稳定阶段的输出电压；标号F1的曲线代表本申请实施例提供的电荷泵系统在电压稳定阶段的反馈电压(FeedbackVoltage)，标号F2的曲线代表传统的电荷泵系统在电压稳定阶段的反馈电压；标号E1的曲线表示本申请实施例中的互补时钟信号，也称为时钟使能信号(Enable，EN)，标号E2的曲线表示传统的电荷泵系统中的使能信号；Vprop表示本申请实施例提供的电荷泵系统在电压稳定阶段的输出电压的波动值，Vconv表示传统的电荷泵系统在电压稳定阶段的输出电压的波动值，Vripple，rise表示传统的电荷泵系统在电压稳定阶段输出电压上升波动值，Vripple，fall表示传统的电荷泵系统在电压稳定阶段输出电压下降波动值。通过图6可以看出，在电压稳定阶段，本申请实施例提供的电荷泵系统可以提供更小的泵电流，所以输出电压的变化更缓慢，相同反馈延迟条件下，电压变化量更小，纹波电压更小。并且，本申请实施例提供的电荷泵系统的“时钟使能”信号的开关频率更低，有助于减小动态功耗和噪声。
相应的，本申请的另一个实施例提供了一种具有两级驱动电流调整功能的电荷泵系统，其中，所述可控电荷泵100结构如图7所示，包括：电荷泵基本框架、第一级驱动单元和第二级驱动单元；
每级所述驱动单元包括两支驱动支路410，所述驱动支路410由串接的MOS管和开关管Switch构成，两个所述驱动支路410并联于所述电荷泵基本框架的输出级MOS管两端，或均并联于所述电荷泵基本框架的输入级MOS管两端，所述驱动支路的MOS管的源极与其并联的MOS管的源极电连接，漏极与开关管Switch的一端连接，栅极和与其并联的MOS管的栅极电连接，所述开关管Switch远离所述驱动单元的MOS管的一端和与其并联的MOS管的漏极电连接；
所述第一级驱动单元的MOS管MP2L1的尺寸大于所述电荷泵基本框架的MOS管的尺寸，且小于所述第二级驱动单元的MOS管MP2L2的尺寸；
当所述第二探测电压小于第二参考电压Ref2时，所述第二反馈支路400向所述驱动单元发送第三使能信号，控制所述第一级驱动单元和第二级驱动单元的开关管Switch均闭合；
当所述第二探测电压大于或等于第二参考电压Ref2，且小于第一参考电压Ref1时，所述第二反馈支路400向所述驱动单元发送第四使能信号，控制所述第二级驱动单元的开关管Switch断开，以降低所述可控电荷泵100的驱动电流；
当所述第二探测电压大于或等于第一参考电压Ref1时，所述第二反馈支路400向所述驱动单元发送第五使能信号，控制所述第一级驱动单元和第二级驱动单元的开关管Switch均断开，以降低所述可控电荷泵100的驱动电流。
在图7中，MP2L1表示第一级驱动单元中的MOS管，MP2L2表示第二级驱动单元中的MOS管。
在本实施例中，所述电荷泵基本框架仍为倍压器结构，由第一输入级MOS管MN1、第二输入级MOS管MN2、第一输出级MOS管MP1S、第二输出级MOS管MP2S、第一时钟电容和第二时钟电容构成，其电连接结构参考图7；
所述可控电荷泵100在该电荷泵基本框架的基础上，增加了两级驱动单元，其中，第二级驱动单元的MOS管尺寸大于第一级驱动单元的MOS管尺寸，第一级驱动单元的MOS管尺寸大于所述电荷泵基本框架的输出级MOS管尺寸。
当所述第二探测电压小于第二参考电压Ref2时，所述第二反馈支路400控制第一级驱动单元和第二级驱动单元的开关管Switch均闭合，以提供一个较高的电流驱动能力，当第二探测电压较大时(第二探测电压大于或等于第二参考电压Ref2，且小于第一参考电压Ref1时)，所述第二反馈支路400控制所述第二级驱动单元的开关管Switch断开，以初步降低所述可控电荷泵100的驱动电流；当所述第二探测电压满足需求时(第二探测电压大于或等于第一参考电压Ref1时)，所述第二反馈支路400控制所述第一级驱动单元的开关管Switch断开，以进一步就降低所述可控电荷泵100的驱动电流，满足提供一个较小的纹波电压的目的。
相应的，应用于图7所示的可控电荷泵100的电压探测模块200的结构参考图8，所述电压探测模块200包括依次串接的第三电容Cf3、第四电容Cf4、第四电阻Rf4、第五电阻Rf5、第六电阻Rf6和第七电阻Rf7；其中，
所述第三电容Cf3和第四电容Cf4的连接节点及所述第四电阻Rf4和第五电阻Rf5的连接节点为所述电压探测模块200的第一输出端；
所述第五电阻Rf5和第六电阻Rf6的连接节点为所述电压探测模块200的第二子输出端；
所述第六电阻Rf6和第七电阻Rf7的连接节点为所述电压探测模块200的第一子输出端，所述第一子输出端和第二子输出端构成所述电压探测模块200的第二输出端；
所述第七电阻Rf7和第三电容Cf3的连接节点为所述电压探测模块200的输入端；
所述第四电阻Rf4和第四电容Cf4的连接节点接地。
图8中，标号D1表示所述电压探测模块200的第一输出端，D2表示所述电压探测模块200的输入端，D4表示所述电压探测模块200的第二子输出端，D5表示所述电压探测模块200的第一子输出端。
相应的，应用于图7所示的可控电荷泵100、和图8所示的电压探测模块200的第二反馈支路400的结构参考图9，所述第二反馈支路400包括第二电压比较器440、第三电压比较器450和第二开关控制器430；其中，
所述第二电压比较器440的输出端与所述第二开关控制器430的第一输入端电连接，所述第二电压比较器440的信号输入端与所述电压探测模块200的第一子输出端电连接，所述第二电压比较器440的参考电压输入端用于接收所述第一参考电压Ref1；
所述第三电压比较器450的输出端与所述第二开关控制器430的第二输入端电连接，所述第三电压比较器450的信号输入端与所述电压探测模块200的第二子输出端电连接，所述第三电压比较器450的参考电压输入端用于接收所述第二参考电压Ref2；
所述第二开关控制器430的输出端与所述可控电荷泵100的第二控制端电连接。
所述第一反馈支路300一般由电压比较器和时钟驱动模块构成，以实现在输出电压稳定阶段，通过时钟驱动模块输出的互补时钟信号(第一时钟信号和第二时钟信号)控制所述可控电荷泵100的输出电压处于一个稳定值附近。由于第一反馈支路300的实现原理和构成已为本领域技术人员所熟知，本申请在此不做赘述。
相应的，本申请实施例还提供了一种三维NAND存储器，包括上述任一实施例所述的电荷泵系统。
综上所述，本申请实施例提供了一种电荷泵系统及三维NAND存储器，其中，所述电荷泵系统通过电压探测模块探测电荷泵的输出电压，并向第一反馈支路输出第一探测电压，向第二反馈支路输出第二探测电压，在电荷泵输出电压的上升阶段，所述第二反馈支路根据所述第二探测电压控制可控电荷泵的驱动电流，以使所述可控电荷泵的驱动电流随输出电压的增加逐级减小，在当向第一反馈支路输出的第一探测电压大于或等于第一参考电压时，通过第一反馈支路控制电荷泵输出稳定的输出电压，从而实现了在电压上升阶段提供较高的电流驱动能力的同时，降低电压稳定阶段的电荷泵输出的纹波电压的目的，进而提升应用所述电荷泵系统的三维NAND存储器的电学性能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种电荷泵系统，其特征在于，包括：可控电荷泵，电压探测模块、第一反馈支路和第二反馈支路，其中；
所述可控电荷泵的输出端与所述电压探测模块的输入端电连接，所述可控电荷泵的第一控制端与所述第一反馈支路的输出端电连接，所述可控电荷泵的第二控制端与所述第二反馈支路的输出端电连接；
所述电压探测模块的第一输出端与所述第一反馈支路的输入端电连接，所述电压探测模块的第二输出端与所述第二反馈支路的输入端电连接；
所述电压探测模块用于探测所述可控电荷泵的输出电压，并根据所述可控电荷泵的输出电压向所述第一反馈支路输出第一探测电压，向所述第二反馈支路输出第二探测电压；
所述第一反馈支路用于当所述第一探测电压大于或等于第一参考电压时，控制所述可控电荷泵输出稳定的输出电压；
所述第二反馈支路用于根据所述第二探测电压控制所述可控电荷泵的驱动电流，以使所述可控电荷泵的驱动电流随输出电压的增加逐级减小；
所述可控电荷泵包括电荷泵基本框架和至少一级驱动单元；
每级所述驱动单元包括两支驱动支路，所述驱动支路由串接的功能元件和开关管构成，
每支所述驱动支路包括串接的功能元件和开关管，所述驱动支路的功能元件并联于所述电荷泵基本框架中相同种类功能元件的两端，且所述驱动支路的功能元件尺寸大于所述电荷泵基本框架中相同种类功能元件的尺寸；
每级所述驱动单元中的功能元件的尺寸不同；
所述功能元件为MOS管或电容。
2.根据权利要求1所述的电荷泵系统，其特征在于，所述可控电荷泵包括电荷泵基本框架和一级驱动单元，其中，
所述驱动单元包括两支驱动支路，每只所述驱动支路由串接的MOS管和开关管构成，两支所述驱动支路并联于所述电荷泵基本框架的输出级MOS管两端，或均并联于所述电荷泵基本框架的输入级MOS管两端，所述驱动支路的MOS管的源极与其并联的MOS管的源极电连接，漏极与开关管的一端连接，栅极和与其并联的MOS管的栅极电连接，所述开关管远离所述驱动支路的MOS管的一端和与其并联的MOS管的漏极电连接；
当所述第二探测电压小于第一参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第一使能信号，控制所述开关管闭合；
当所述第二探测电压大于或等于第一参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第二使能信号，控制所述开关管断开，以降低所述可控电荷泵的驱动电流。
3.根据权利要求2所述的电荷泵系统，其特征在于，所述电压探测模块包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻和第三电阻；其中，
所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端、第一电容的一端和第二电容的一端均连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电容远离第一电容的一端连接；
所述第二电阻远离所述第一电阻的一端与所述第三电阻的一端连接；
所述第三电阻远离所述第二电阻的一端与所述第一电容的一端连接；
所述第一电容与第二电容的连接节点及所述第一电阻和第二电阻的连接节点为所述电压探测模块的第一输出端；
所述第二电阻和第三电阻的连接节点为所述电压探测模块的第二输出端；
所述第三电阻和第一电容的连接节点为所述电压探测模块的输入端；
所述第二电容与所述第一电阻的连接节点接地。
4.根据权利要求3所述的电荷泵系统，其特征在于，所述第二反馈支路包括依次串接的第一电压比较器和第一开关控制器；其中，
所述第一电压比较器的输出端与所述第一开关控制器的输入端电连接，所述第一电压比较器的信号输入端与所述电压探测模块的第二输出端电连接，所述第一电压比较器的参考电压输入端用于接收第一参考电压；
所述第一开关控制器的输出端与所述可控电荷泵的第二控制端电连接。
5.根据权利要求1所述的电荷泵系统，其特征在于，所述可控电荷泵包括电荷泵基本框架、第一级驱动单元和第二级驱动单元；
每级所述驱动单元包括两支驱动支路，所述驱动支路由串接的MOS管和开关管构成，两个所述驱动支路并联于所述电荷泵基本框架的输出级MOS管两端，或均并联于所述电荷泵基本框架的输入级MOS管两端，所述驱动支路的MOS管的源极与其并联的MOS管的源极电连接，漏极与开关管的一端连接，栅极和与其并联的MOS管的栅极电连接，所述开关管远离所述驱动单元的MOS管的一端和与其并联的MOS管的漏极电连接；
所述第一级驱动单元的MOS管的尺寸大于所述电荷泵基本框架的MOS管的尺寸，且小于所述第二级驱动单元的MOS管的尺寸；
当所述第二探测电压小于第二参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第三使能信号，控制所述第一级驱动单元和第二级驱动单元的开关管均闭合；
当所述第二探测电压大于或等于第二参考电压，且小于第一参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第四使能信号，控制所述第二级驱动单元的开关管断开，以降低所述可控电荷泵的驱动电流；
当所述第二探测电压大于或等于第一参考电压时，所述第二反馈支路向所述驱动单元发送第五使能信号，控制所述第一级驱动单元和第二级驱动单元的开关管均断开，以降低所述可控电荷泵的驱动电流。
6.根据权利要求5所述的电荷泵系统，其特征在于，所述电压探测模块包括第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；其中，
所述第四电阻的一端与所述第五电阻的一端、第四电容的一端和第三电容的一端均连接，所述第四电阻的另一端与所述第四电容远离所述第三电容的一端连接；
所述第五电阻远离所述第四电阻的一端与所述第六电阻的一端连接；
所述第六电阻远离所述第五电阻的一端与所述第七电阻的一端连接；
所述第七电阻远离所述第六电阻的一端与所述第三电容远离所述第四电容的一端连接；
所述第三电容和第四电容的连接节点及所述第四电阻和第五电阻的连接节点为所述电压探测模块的第一输出端；
所述第五电阻和第六电阻的连接节点为所述电压探测模块的第二子输出端；
所述第六电阻和第七电阻的连接节点为所述电压探测模块的第一子输出端，所述第一子输出端和第二子输出端构成所述电压探测模块的第二输出端；
所述第七电阻和第三电容的连接节点为所述电压探测模块的输入端；
所述第四电阻和第四电容的连接节点接地。
7.根据权利要求6所述的电荷泵系统，其特征在于，所述第二反馈支路包括第二电压比较器、第三电压比较器和第二开关控制器；其中，
所述第二电压比较器的输出端与所述第二开关控制器的第一输入端电连接，所述第二电压比较器的信号输入端与所述电压探测模块的第一子输出端电连接，所述第二电压比较器的参考电压输入端用于接收所述第一参考电压；
所述第三电压比较器的输出端与所述第二开关控制器的第二输入端电连接，所述第三电压比较器的信号输入端与所述电压探测模块的第二子输出端电连接，所述第三电压比较器的参考电压输入端用于接收所述第二参考电压；
所述第二开关控制器的输出端与所述可控电荷泵的第二控制端电连接。
8.根据权利要求2-7任一项所述的电荷泵系统，其特征在于，所述电荷泵基本框架为倍压器结构或Dickson电荷泵结构或四相时钟电荷泵结构或CTS电荷泵结构。
9.一种三维NAND存储器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电荷泵系统。
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