CN112542184A

CN112542184A - 泵装置、泵电路及其操作方法

Info

Publication number: CN112542184A
Application number: CN202010000742.XA
Authority: CN
Inventors: 许庭硕
Original assignee: Nanya Technology Corp
Current assignee: Nanya Technology Corp
Priority date: 2019-09-22
Filing date: 2020-01-02
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2040-01-02
Also published as: TWI732332B; US10868467B1; CN112542184B; TW202113838A

Abstract

本发明公开了一种泵装置、泵电路及其操作方法，泵电路包含第一泵核心电路与第二泵核心电路。第二泵核心电路耦接于第一泵核心电路。当输入至泵电路的电源的电压值不低于电压值阈值时，第一泵核心电路运行而第二泵核心电路不运行。当电源的电压值低于电压值阈值时，第一泵核心电路以及第二泵核心电路运行，以使泵电路所传送的输出电流的电流值不低于电流值阈值。本发明当输入至泵电路的电源变小时，致能多个泵，以维持输出电流的大小。

Description

泵装置、泵电路及其操作方法

技术领域

本发明是有关于一种泵电路、泵装置及泵电路的操作方法，且特别是有关于控制泵电路的输出电流的泵电路、泵装置及泵电路的操作方法。

背景技术

现今，装置的供应电压越来越低。如双数据速率第五代同步动态随机存取存储器(DDR5 SDRAM)等的新产品的电源电压低于双数据速率第四代同步随机存取存储器(DDR4SDRAM)。然而，当电源电压较低时，装置输出的输出电压也变小，从而导致操作错误。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泵电路，当输入至泵电路的电源变小时，致能多个泵，以维持输出电流的大小。

本发明的一方面是在提供一种泵电路，包含第一泵核心电路与第二泵核心电路。第二泵核心电路耦接于第一泵核心电路。当输入至泵电路的电源的电压值不低于电压值阈值时，第一泵核心电路运行而第二泵核心电路不运行。当电源的电压值低于电压值阈值时，第一泵核心电路以及第二泵核心电路运行，以使泵电路所传送的输出电流的电流值不低于电流值阈值。

在部分实施例中，其中泵电路还包含：开关，耦接于第一泵核心电路以及第二泵核心电路；其中当输入至泵电路的电源的电压值低于电压值阈值时，开关导通以使第二泵核心电路运行。

本发明的另一方面是在提供一种泵装置，包含感测电路以及泵电路。泵电路耦接于感测电路。泵电路包含第一泵核心电路以及第二泵核心电路。第二泵核心电路耦接于第一泵核心电路。泵电路依据由感测电路所输出的控制信号被致能。当输入至泵电路的第一电源的电压值不低于电压值阈值时，第一泵核心电路运行且第二泵核心电路不运行。当第一电源的电压值低于电压值阈值时，第一泵核心电路以及第二泵核心电路运行，以使泵电路传送的输出电流的电流值不低于电流值阈值。

在部分实施例中，其中感测电路还用以感测由泵电路所传送的输出电压的电压值，其中当输出电压的电压值低于电压值阈值时，感测电路输出控制信号。

在部分实施例中，还包含：振荡电路，耦接于感测电路以及泵电路，其中泵装置系用以依据控制信号以输出一时脉信号至泵电路，以致能泵电路。

在部分实施例中，其中泵电路还包含：开关，耦接于第一泵核心电路以及第二泵核心电路，其中当输入至泵电路的第一电源的电压值低于电压值阈值时，开关导通以使第二泵核心电路运行。

在部分实施例中，还包含：控制电路，用以输出致能信号以于第一电源的电压值低于电压值阈值时导通开关。

在部分实施例中，其中控制电路包含：第一电阻，其中第一电阻的第一端耦接于第一电源，且第一电阻的第二端耦接于节点；第二电阻，其中第二电阻的第一端耦接于节点，且第二电阻的第二端耦接于第二电源；以及比较器，其中比较器的第一端耦接于节点，比较器的第二端接收参考电压，且比较器的输出端耦接于开关。

在部分实施例中，其中比较器用以比较节点的电压值以及参考电压的电压值，且当节点的电压值小于参考电压的电压值时，比较器输出致能信号。

在部分实施例中，其中比较器输出致能信号至开关的控制端以导通开关。

本发明的另一方面是在提供一种操作方法，适用于泵电路。泵电路包含第一泵核心电路以及第二泵核心电路。操作方法包含以下步骤：当输入至泵电路的电源的电压值低于电压值阈值时，致能第一泵核心电路以及第二泵核心电路，以使由泵电路传送的输出电流的电流值不低于电流值阈值；以及当输入至泵电路的电源的电压值不低于电压值阈时，致能第一泵核心电路并不致能第二泵核心电路。

在部分实施例中，还包含：当电源的电压值低于电压值阈值时，导通第一泵核心电路以及第二泵核心电路之间的开关，以致能第二泵核心电路。

因此，根据本发明的技术方面，本发明的实施例通过提供泵电路、泵装置及泵电路的操作方法，当输入至泵电路的电源变小时，致能多个泵，以维持输出电流的大小。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，现结合并参照附图说明如下：

图1为根据本发明一些实施例所绘示的泵装置的示意图；

图2为根据本发明一些实施例所绘示的泵电路的示意图；

图3为根据本发明一些实施例所绘示的泵装置的操作方法的流程图；以及

图4为根据本发明一些实施例所绘示的控制电路的示意图。

主要附图标记说明：

100-泵装置，110-感测电路，130-振荡电路，150-泵电路，170-控制电路，VDD、VSS-电源，VPUMP-输出电压，IPUMP-输出电流，SCLK-时脉信号，SCON-控制信号，SEN-致能信号，T-开关，152A、152B-泵核心电路，300-操作方法，S310、S330-步骤，VREF-参考电压，174A、174B-电阻，N-节点，172-比较器。

具体实施方式

以下揭示提供许多不同实施例或例证用以实施本发明的不同特征。特殊例证中的元件及配置在以下讨论中被用来简化本发明。所讨论的任何例证只用来作解说的用途，并不会以任何方式限制本发明或其例证的范围和意义。此外，本发明在不同例证中可能重复引用数字符号且/或字母，这些重复皆为了简化及阐述，其本身并未指定以下讨论中不同实施例且/或配置之间的关系。

在全篇说明书与权利要求所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此公开的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本公开的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本公开的描述上额外的引导。

关于本文中所使用的”耦接”或”连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而”耦接”或”连接”还可指二或多个元件相互步骤或动作。

在本文中，使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层与/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层与/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层与/或区块。因此，在下文中的第一元件、组件、区域、层与/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层与/或区块，而不脱离本发明的本意。如本文所用，词汇”与/或”包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。本发明文件中提到的“及/或”是指表列元件的任一个、全部或至少一个的任意组合。

请参阅图1。图1为根据本发明一些实施例所绘示的泵装置100的示意图。如图1所绘示，泵装置100包含感测电路110、振荡电路130以及泵电路150。在连接关系上，感测电路110耦接于振荡电路130，且振荡电路130耦接于泵电路150。图1所示的泵装置100仅用于说明例示之用，本发明的实施方式不以此为限。

请参阅图2。图2为根据本发明一些实施例所绘示的泵电路150的示意图。如图2所绘示，泵电路150包含泵核心电路152A、152B。在连接关系上，泵核心电路152A耦接于泵核心电路152B。在部分实施例中，泵电路150还包含开关T。在连接关系上，开关T耦接于泵核心电路152A与152B。

请参阅图3。为使本发明的实施方式易于说明与理解，将结合图3所示的实施例来说明泵装置100的详细操作方式。图3为根据本发明一些实施例所绘示的泵装置的操作方法300的流程图。需注意的是，操作方法300可以应用于具有与图1所示的泵装置100的结构相同或相似的结构的泵装置。以下以图1所示的实施例为例来描述根据本公开的一些实施例的操作方法300。然而，本发明的实施方式不以图1所示的实施例为限制。如图3所示，操作方法300包括操作S310至S330。

在步骤S310中，当输入到泵电路的电源的电压值低于电压值阈值时，致能第一泵核心电路和第二泵核心电路，以使由泵电路传送的输出电流的电流值不低于电流值阈值。

关于步骤S310的细节，请同时参阅图1和图2。泵电路150接收电源VDD。当电源VDD的电压值小于电压值阈值时，泵核心电路152A，152B均被致能并运行，以使泵电路150发送的输出电流IPUMP的电流值不低于电流值阈值。

在部分实施例中，当输入到泵电路150的电源VDD的电压值低于电压值阈值时，导通如图2所示的开关T，以使泵核心电路152B运行。泵核心电路152A，152B被致能与运行，由泵电路150发送的输出电流IPUMP包含泵核心电路152A的输出电流和泵核心电路152B的输出电流。因此，输出电流IPUMP高于仅泵核心电路152A或152B中仅一个运行的情况。

在步骤S330中，当输入到泵电路的电源的电压值不小于电压值阈值时，致能第一泵核心电路并不致能第二泵核心电路。

关于步骤S330的细节，请同时参阅图1和图2。当电源VDD的电压值不小于电压值阈值时，致能并运行泵核心电路152A，并不致能也不运行泵核心电路152B。

在部分实施例中，当输入到泵电路150的电源VDD的电压值不低于电压值阈值时，如图2所示的开关T不导通，从而使泵核心电路152B不运行。在致能与运行泵核心电路152A时，由泵电路150传输的输出电流IPUMP仅包含泵核心电路152A的输出电流。然而，由于输入至泵电路150的电源VDD的电压值不低于电压值阈值，输出电流IPUMP仍高于电流值阈值。

在部分实施例中，如图1所绘示，在上部分实施例中所示，泵装置100还包含控制电路170。请参阅图4。图4为根据本发明一些实施例所绘示的如图1中所绘示的控制电路170的示意图。如图4所绘示，控制电路170包含电阻174A、174B与比较器172。在连接关系中，电阻174A的第一端耦接于电源VDD，电阻174A的第二端耦接于电源N。电阻174B的第一端耦接于节点N，电阻174B的第二端耦接于电源VSS。比较器172的第一端耦接于节点N，比较器172的第二端接收参考电压VREF，比较器172的输出端耦接于如图2所绘示的开关T。

在部分实施例中，当电源VDD的电压值小于电压值阈值时，控制电路170输出致能信号SEN至开关T，以导通开关T。

详细地，在部分实施例中，比较器172节点N的电压值与参考电压VREF的电压值。当节点N的电压值小于参考电压VREF的电压值时，比较器172输出致能信号SEN至开关T的控制端，如图2所示，以导通开关T。

在部分实施例中，当节点N的电压值小于参考电压VREF的电压值时，比较器172输出具有高电压值的致能信号SEN至开关T的控制端。另一方面，当节点N的电压值不小于参考电压VREF的电压值时，比较器172输出具有低电压值的致能信号SEN至开关T的控制端，以不导通开关T。

请再次参阅图1。在部分实施例中，感测电路110用以感测从泵电路150发送的输出电压VPUMP的电压值。当输出电压VPUMP的电压值低于电压值阈值时，感测电路110将控制信号SCON输出到振荡电路130。振荡电路130依据控制信号SCON将时脉信号SCLK输出到泵电路150，以致能并运行泵电路150。当泵电路150被致能时，泵电路150如图3中的操作方法300进行运行。

在部分实施例中，泵装置100可以是动态随机存取存储器(DRAM)或具有数据存储及/或数据读取功能或其他类似功能的任何其他电路的一部分，但是本发明的实施方式不以此为限。在部分实施例中，泵装置100可以是电荷泵装置或其他具有增加电压值功能的电路。

在实施上，图2所示的开关T可以用P型低温多晶硅薄膜晶体管实施，然而，本发明的实施方式不以此为限。例如，在部分实施例中，开关T也可以用N型薄膜晶体管来实施，本发明的实施方式不以此为限。

如图2所示的泵电路150包含两个泵核心电路152A、152B。然而，本发明的实施方式不以此为限。即，在部分实施例中，泵电路150可能包含三个或更多的泵核心电路。

根据本发明的实施方式，可以理解的是，本发明的实施例通过提供一种泵电路、泵装置及其操作方法，当输入至泵电路的电源变小时，致能多个泵，以维持输出电流的大小。

另外，上述例示包含依序的示范步骤，但这些步骤不必依所显示的顺序被执行。以不同顺序执行这些步骤皆在本发明内容的考量范围内。在本发明内容的实施例的精神与范围内，可视情况增加、取代、变更顺序及/或省略这些步骤。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种泵电路，其特征在于，包含：

第一泵核心电路；以及

第二泵核心电路，耦接于所述第一泵核心电路；

其中当输入至所述泵电路的电源的电压值不低于电压值阈值时，所述第一泵核心电路运行而所述第二泵核心电路不运行；

其中当所述电源的所述电压值低于所述电压值阈值时，所述第一泵核心电路以及所述第二泵核心电路运行，以使所述泵电路所传送的输出电流的电流值不低于电流值阈值。

2.如权利要求1所述的泵电路，其特征在于，所述泵电路还包含：

开关，耦接于所述第一泵核心电路以及所述第二泵核心电路；

其中当输入至所述泵电路的所述电源的所述电压值低于所述电压值阈值时，所述开关导通以使所述第二泵核心电路运行。

3.一种泵装置，其特征在于，包含：

感测电路；以及

泵电路，耦接于所述感测电路，其中所述泵电路包含：

第一泵核心电路；以及

第二泵核心电路，耦接于所述第一泵核心电路；

其中所述泵电路依据由所述感测电路所输出的控制信号被致能；

其中当输入至所述泵电路的第一电源的电压值不低于电压值阈值时，所述第一泵核心电路运行且所述第二泵核心电路不运行；

其中当所述第一电源的所述电压值低于所述电压值阈值时，所述第一泵核心电路以及所述第二泵核心电路运行，以使所述泵电路传送的所述输出电流的电流值不低于电流值阈值。

4.如权利要求3所述的泵装置，其特征在于，所述感测电路还用以感测由所述泵电路所传送的输出电压的电压值，其中当所述输出电压的所述电压值低于电压值阈值时，所述感测电路输出所述控制信号。

5.如权利要求3所述的泵装置，其特征在于，还包含：

振荡电路，耦接于所述感测电路以及所述泵电路，其中所述泵装置是用以依据所述控制信号以输出时脉信号至所述泵电路，以致能所述泵电路。

6.如权利要求3所述的泵装置，其特征在于，所述泵电路还包含：

开关，耦接于所述第一泵核心电路以及所述第二泵核心电路，其中当输入至所述泵电路的所述第一电源的所述电压值低于所述电压值阈值时，所述开关导通以使所述第二泵核心电路运行。

7.如权利要求6所述的泵装置，其特征在于，还包含：

控制电路，用以输出致能信号以在所述第一电源的所述电压值低于所述电压值阈值时导通所述开关。

8.如权利要求7所述的泵装置，其特征在于，所述控制电路包含：

第一电阻，其中所述第一电阻的第一端耦接于所述第一电源，且所述第一电阻的第二端耦接于节点；

第二电阻，其中所述第二电阻的第一端耦接于所述节点，且所述第二电阻的第二端耦接于第二电源；以及

比较器，其中所述比较器的第一端耦接于所述节点，所述比较器的第二端接收参考电压，且所述比较器的输出端耦接于所述开关。

9.如权利要求8所述的泵装置，其特征在于，所述比较器用以比较所述节点的电压值以及所述参考电压的电压值，且当所述节点的所述电压值小于所述参考电压的所述电压值时，所述比较器输出所述致能信号。

10.如权利要求9所述的泵装置，其特征在于，所述比较器输出所述致能信号至所述开关的控制端以导通所述开关。

11.一种操作方法，适用于泵电路，其特征在于，所述泵电路包含第一泵核心电路以及第二泵核心电路，其中所述操作方法包含：

当输入至所述泵电路的电源的电压值低于电压值阈值时，致能所述第一泵核心电路以及所述第二泵核心电路，以使由所述泵电路传送的输出电流的电流值不低于电流值阈值；以及

当输入至所述泵电路的所述电源的所述电压值不低于所述电压值阈时，致能所述第一泵核心电路并不致能所述第二泵核心电路。

12.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，还包含：

当所述电源的所述电压值低于所述电压值阈值时，导通所述第一泵核心电路以及所述第二泵核心电路之间的开关，以致能所述第二泵核心电路。