CN112072912A - 电荷泵电路 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电荷泵电路，包括：正压电荷泵系统，正压电荷泵系统包括串联的n级正压电荷泵每一级正压电荷泵上分别连有第一控制开关；负压电荷泵系统，负压电荷泵包括串联的m级负压电荷泵；m级负压电荷泵中的每一级负压电荷泵上分别连有第二控制开关；n级正压电荷泵中至少一级正压电荷泵上还连有第三控制开关，第一控制开关和第三控制开关的总数量等于第二开关的数量；m级负压电荷泵中部分负压电荷泵的第二控制开关，与，每一级正压电荷泵的第一控制开关，一一对应相连并连接共用电容，剩余负压电荷泵的第二控制开关与第三控制开关对应相连并连接共用电容，可以解决相关技术中电荷泵利用效率交底，占用面积较大的问题。

Description

电荷泵电路
技术领域
本申请涉及一种电荷泵电路，具体涉及一种用于产生闪存不同操作所需电压的电荷泵电路。
背景技术
在很多芯片中，需要用到电荷泵(Pump)电路为其工作提供适当的电压。以Flash存储器为例，为了完成各种所需操作，比如读(Read)操作、擦除(Erase)操作和编程(Program)操作等，需要用到包括正压电荷泵和负压电荷泵电路在内的多个电荷泵电路或其组合。
相关技术中，通常是一个电荷泵实现一个高压，在进行一种操作时，提供给其他操作所需电压的电荷泵处于不工作状态，从而会造成电荷泵占用面积的浪费。
例如，对于相关技术中NORD结构的Flash存储单元，其在进行读操作时需要4.5V或者5V的电压，在进行擦除操作时需要8.2V或者-7.9V的电压，在进行编程操作时需要4.9V或者6V或者9V的电压。电荷泵A提供给该Flash进行读操作时所需的4.5V电压以及进行编程操作时需要的4.9V电压，电荷泵B和电荷泵C并联提供读操作时所需的5V电压，电荷泵B和电荷泵C串联提供编程操作时需要的6V或9V电压，以及擦除操作需要的8.2V电压，电荷泵D提供擦除所需的-7.9V电压。并且电荷泵D工作提供擦除操作所需的-7.9V电压时，其他电荷泵处于不工作状态，从而不仅电荷泵的利用效率偏低，且电荷泵的占用面积较大。
发明内容
本申请提供了一种电荷泵电路，可以解决相关技术中电荷泵利用效率交底，占用面积较大的问题。
本申请提供一种电荷泵电路，所述电荷泵电路包括：
正压电荷泵系统，所述正压电荷泵系统包括串联的n级正压电荷泵，n为正整数；所述n级正压电荷泵中的每一级所述正压电荷泵上分别连有第一控制开关；
负压电荷泵系统，所述负压电荷泵包括串联的m级负压电荷泵，m为正整数，且n＜m≤2n；所述m级负压电荷泵中的每一级所述负压电荷泵上分别连有第二控制开关；
所述n级正压电荷泵中至少一级正压电荷泵上还连有第三控制开关，所述第一控制开关和第三控制开关的总数量等于第二开关的数量；
所述m级负压电荷泵中部分负压电荷泵的第二控制开关，与，每一级所述正压电荷泵的第一控制开关，一一对应相连并连接共用电容，剩余负压电荷泵的第二控制开关与所述第三控制开关对应相连并连接共用电容。
可选的，所述第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关均包括第一开关管和第二开关管；
相连的所述第一控制开关和第二控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连；
相连的所述第二控制开关和第三控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连。
可选的，所述共用电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容连接在所述第一开关管的相连节点上，所述第二电容连接在所述第二开关管的相连节点上。
可选的，所述第一开关管和第二开关管均为PMOS管。
可选的，部分所述负压电荷泵上还连有第四控制开关，所述第四控制开关的数量和第二控制开关的数量之和，等于所述第一控制开关和第三控制开关的数量之和；
所述负压电荷泵系统中的控制开关，与，所述正压电荷泵系统中的控制开关对应连接，并连接共用电容。
可选的，所述第四控制开关包括第一开关管和第二开关管；
对应相连的所述第四控制开关和第三控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连。
本申请还提供另一种电荷泵电路，所述电荷泵电路包括：
负压电荷泵系统，所述负压电荷泵包括串联的m级负压电荷泵，m为正整数；所述m级负压电荷泵中的每一级所述负压电荷泵上分别连有第二控制开关；
正压电荷泵系统，所述正压电荷泵系统包括串联的n级正压电荷泵，n为正整数，且m＜n≤2m；所述n级正压电荷泵中的每一级所述正压电荷泵上分别连有第一控制开关；
所述m级负压电荷泵中至少一级负压电荷泵上还连有第三控制开关，所述第二控制开关和第三控制开关的总数量等于第一开关的数量；
所述n级正压电荷泵中部分正压电荷泵的第一控制开关，与，每一级所述负压电荷泵的第二控制开关，一一对应相连并连接共用电容，剩余正压电荷泵的第一控制开关与所述第三控制开关相连并连接共用电容。
可选的，所述第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关均包括第一开关管和第二开关管；
相连的所述第一控制开关和第二控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连；
相连的所述第一控制开关和第三控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连。
可选的，所述共用电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容连接在所述第一开关管的相连节点上，所述第二电容连接在所述第二开关管的相连节点上。
本申请技术方案，至少包括如下优点：从而使得正压电荷泵系统中所有正压电荷泵的第一控制开关能够与负压电荷泵系统匹配连接，采用共享电容的方式实现正压电荷泵系统和负压电荷泵系统的结合，节省面积。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的电荷泵电路原理图；
图2是本申请另一实施例提供的电荷泵电路原理图；
图3是本申请另一实施例提供的电荷泵电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
图1其示意出了本申请一实施例提供的电荷泵电路原理图，参照图1，本实施例中的电荷泵电路包括：
正压电荷泵系统100，该正压电荷泵系统100用于提供4.4V～5.5V的高压，包括串联的3级正压电荷泵，分别为一级正压电荷泵、二级正压电荷泵和三级正压电荷泵，每一级正压电荷泵上分别连有第一控制开关310。
负压电荷泵系统200，该负压电荷泵系统200用于提供-9V的高压，包括串联的5级负压电荷泵，分别为一级负压电荷泵、二级负压电荷泵、三级负压电荷泵、四级负压电荷泵和五级负压电荷泵，每一级负压电荷泵上分别连有第二控制开关320。
其中，一级正压电荷泵和二级正压电荷泵上还连有第三控制开关330；第一控制开关310的数量有三个，第三控制开关330的数量有两个，第二控制开关320的数量有五个，即第一控制开关310的数量和第三控制开关330的数量之和等于第二控制开关320的总数量。
对于负压电荷泵系统200，其一级负压电荷泵、二级负压电荷泵和三级负压电荷泵的第二控制开关320，分别与正压电荷泵系统100的一级正压电荷泵、二级正压电荷泵和三级正压电荷泵的第一控制开关310一一对应相连并连接共用电容340；负压电荷泵系统200剩余的四级负压电荷泵和五级负压电荷泵的第二控制开关320，分别与一级正压电荷泵和二级正压电荷泵的第三控制开关330一一对应相连并连接共用电容340。
从而使得负压电荷泵系统中所有负压电荷泵的第二控制开关能够与正压电荷泵系统匹配连接，采用共享电容的方式实现正压电荷泵系统和负压电荷泵系统的结合，节省面积。
相连的所述第一控制开关和第二控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连；相连的所述第二控制开关和第三控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连。
继续参照图1，该第一控制开关310、第二控制开关320和第三控制开关330均包括第一PMOS开关管p1和第二PMOS开关管p2。对于各级正压电荷泵的第一控制开关310，其第一PMOS开关管p1源极和第二PMOS开关管p2源极连接该正压电荷泵，该第一控制开关310的第一PMOS开关管p1漏极连接对应负压电荷泵第一PMOS开关管p1的漏极，该第一控制开关310的第二PMOS开关管p2漏极连接对应负压电荷泵第二PMOS开关管p2的漏极。
对于各级正压电荷泵的第三控制开关330，其第一PMOS开关管p1源极和第二PMOS开关管p2源极连接该正压电荷泵，该第三控制开关330的第一PMOS开关管p1漏极连接对应负压电荷泵第一PMOS开关管p1的漏极，该第三控制开关330的第二PMOS开关管p2漏极连接对应负压电荷泵第二PMOS开关管p2的漏极。
对于各级负压电荷泵的第二控制开关320，其第一PMOS开关管p1源极和第二PMOS开关管源极连接对应的负压电荷泵。
共用电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容连接在所述第一开关管的相连节点上，所述第二电容连接在所述第二开关管的相连节点上。
继续参照图1，以一级正压电荷泵、一级负压电荷泵和五级负压电荷泵之间的连接关系为例，一级正压电荷泵的第一控制开关310和第三控制开关330包括第一PMOS开关管p1和第二PMOS开关管p2，一级负压电荷泵和五级负压电荷泵的第二控制开关320包括第一PMOS开关管p1和第二PMOS开关管p2。一级正压电荷泵第一控制开关310的第一PMOS开关管p1漏极与一级负压电荷泵的第一PMOS开关管p1漏极相连且连接共用电容340的第一电容c1的一端，一级正压电荷泵第一控制开关310的第二PMOS开关管p2漏极与一级负压电荷泵的第二PMOS开关管p2漏极相连且连接共用电容340的第二电容c2的一端。一级正压电荷泵第三控制开关330的第一PMOS开关管p1漏极与五级负压电荷泵第二控制开关320的第一PMOS开关管p1漏极相连，且连接共用电容340的第一电容c1的一端，一级正压电荷泵第三控制开关330的第二PMOS开关管p2漏极与五级负压电荷泵第二控制开关320的第二PMOS开关管p2漏极相连且连接共用电容340的第二电容c2的一端。
图2其示意出了本申请另一实施例提供的电荷泵电路原理图，参照图2，本实施例中的电荷泵电路包括：
本实施例是在图1的基础上，部分负压电荷泵上还连有第四控制开关350，所述第四控制开关350的数量和第二控制开关320的数量之和，等于所述第一控制开关310和第三控制开关330的数量之和；所述负压电荷泵系统200中的控制开关，与，所述正压电荷泵系统100中的控制开关对应连接，并连接共用电容340，即负压电荷泵系统200中的第四控制开关350和第二控制开关320，与正压电荷泵系统100中的第一控制开关310和第三控制开关330一一对应连接，并连接共用电容340。
参照图2，三级正压电荷泵上还连有第三控制开关330，五级负压电荷泵上还连有第四控制开关350；三级正压电荷泵上的第三控制开关330与级负压电荷泵上的第四控制开关350相连。
其中，三级正压电荷泵上的第三控制开关330，和，五级负压电荷泵上的第四控制开关350，均包括第一PMOS开关管p1和第二PMOS开关管p2，三级正压电荷泵第三控制开关330的第一PMOS开关管p1漏极，与，五级负压电荷泵第四控制开关350的第一PMOS开关管p1漏极相连并连接共用电容340的第一电容c1，三级正压电荷泵第三控制开关330的第二PMOS开关管p2漏极，与，五级负压电荷泵第四控制开关350的第二PMOS开关管p2漏极相连并连接共用电容340的第二电容c2。
图3其示意出了本申请另一实施例提供的电荷泵电路原理图，参照图3，本实施例中的电荷泵电路包括：
正压电荷泵系统10，该正压电荷泵系统10用于提供9V的高压，包括串联的5级正压电荷泵，分别为一级正压电荷泵、二级正压电荷泵、三级正压电荷泵、四级正压电荷泵和五级正压电荷泵，每一级正压电荷泵上分别连有第一控制开关31。
负压电荷泵系统20，该负压电荷泵系统20用于提供-4.4V～-5.5V的高压包括串联的3级负压电荷泵，分别为一级负压电荷泵、二级负压电荷泵和三级负压电荷泵，每一级负压电荷泵上分别连有第二控制开关32。
其中，一级负压电荷泵和二级负压电荷泵上还连有第三控制开关33，第一控制开关31的数量有五个，第二控制开关32的数量有三个，第三控制开关33的数量有两个，即第二控制开关32的数量和第三控制开关33的数量之和等于第一控制开关31的总数量。
对于正压电荷泵系统10，其一级正压电荷泵、二级正压电荷泵和三级正压电荷泵的第一控制开关31，分别与负压电荷泵系统20的一级负压电荷泵、二级负压电荷泵和三级负压电荷泵的第二控制开关32一一对应相连并连接共用电容34；正压电荷泵系统10剩余的四级正压电荷泵和五级正压电荷泵的第一控制开关31，分别与一级负压电荷泵和二级负压电荷泵的第三控制开关33一一对应相连并连接共用电容34。
从而使得正压电荷泵系统中所有正压电荷泵的第一控制开关能够与负压电荷泵系统匹配连接，采用共享电容的方式实现正压电荷泵系统和负压电荷泵系统的结合，节省面积。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种电荷泵电路，其特征在于，所述电荷泵电路包括：
正压电荷泵系统，所述正压电荷泵系统包括串联的n级正压电荷泵，n为正整数；所述n级正压电荷泵中的每一级所述正压电荷泵上分别连有第一控制开关；
负压电荷泵系统，所述负压电荷泵包括串联的m级负压电荷泵，m为正整数，且n＜m≤2n；所述m级负压电荷泵中的每一级所述负压电荷泵上分别连有第二控制开关；
所述n级正压电荷泵中至少一级正压电荷泵上还连有第三控制开关，所述第一控制开关和第三控制开关的总数量等于第二开关的数量；
所述m级负压电荷泵中部分负压电荷泵的第二控制开关，与，每一级所述正压电荷泵的第一控制开关，一一对应相连并连接共用电容，剩余负压电荷泵的第二控制开关与所述第三控制开关对应相连并连接共用电容。
2.如权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，所述第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关均包括第一开关管和第二开关管；
相连的所述第一控制开关和第二控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连；
相连的所述第二控制开关和第三控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连。
3.如权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于，所述共用电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容连接在所述第一开关管的相连节点上，所述第二电容连接在所述第二开关管的相连节点上。
4.如权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管均为PMOS管。
5.如权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，部分所述负压电荷泵上还连有第四控制开关，所述第四控制开关的数量和第二控制开关的数量之和，等于所述第一控制开关和第三控制开关的数量之和；
所述负压电荷泵系统中的控制开关，与，所述正压电荷泵系统中的控制开关对应连接，并连接共用电容。
6.如权利要求5所述的电荷泵电路，其特征在于，所述第四控制开关包括第一开关管和第二开关管；
对应相连的所述第四控制开关和第三控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连。
7.一种电荷泵电路，其特征在于，所述电荷泵电路包括：
负压电荷泵系统，所述负压电荷泵包括串联的m级负压电荷泵，m为正整数；所述m级负压电荷泵中的每一级所述负压电荷泵上分别连有第二控制开关；
正压电荷泵系统，所述正压电荷泵系统包括串联的n级正压电荷泵，n为正整数，且m＜n≤2m；所述n级正压电荷泵中的每一级所述正压电荷泵上分别连有第一控制开关；
所述m级负压电荷泵中至少一级负压电荷泵上还连有第三控制开关，所述第二控制开关和第三控制开关的总数量等于第一开关的数量；
所述n级正压电荷泵中部分正压电荷泵的第一控制开关，与，每一级所述负压电荷泵的第二控制开关，一一对应相连并连接共用电容，剩余正压电荷泵的第一控制开关与所述第三控制开关相连并连接共用电容。
8.如权利要求7所述的电荷泵电路，其特征在于，所述第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关均包括第一开关管和第二开关管；
相连的所述第一控制开关和第二控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连；
相连的所述第一控制开关和第三控制开关，其第一开关管对应相连，且第二开关管对应相连。
9.如权利要求8所述的电荷泵电路，其特征在于，所述共用电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容连接在所述第一开关管的相连节点上，所述第二电容连接在所述第二开关管的相连节点上。
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