CN112636588A - 一种带电压建立标志的负压电荷泵电路及flash芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带电压建立标志的负压电荷泵电路及flash芯片，通过增加第二比较器作为电荷泵输出电压的动态监测模块，可以更加直观、准确且可靠地表征电荷泵输出电压是否已经建立，给其他电路提供了建立时间的准确坐标，优化了电路性能，并且给其他电路进行性能优化提供了依据和空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种电荷泵电路，尤其涉及的是一种带电压建立标志的负压电荷泵电路及flash芯片。
背景技术
电压建立时间是指以电荷泵电路使能变高作为计时起点，以电荷泵输出电压达到目标电压的90%（或95%）为计时终点，该时间段定义为电荷泵的电压建立时间。电压建立标志是指表征电荷泵输出电压已经达到了目标电压的90%（或95%）。
电荷泵的输出建立时间随着工艺角和环境温度、工作电压的变化而变化，在某些应用环境中，需要精确量度电荷泵的输出建立时间；在其他一些应用环境中，电荷泵需要提供一个输出电压的建立标志给控制模块，作为其它功能计时的起点或者形成特定的逻辑来控制其它模块。
现有技术中，通常是电路设计者在充分仿真验证电路的基础上给定一个时间t0，假设t0时间后，电荷泵的输出电压已经建立，通常这个时间t0除了需要考虑PVT（工艺、电压、温度）变化的情况下还需要预留一定的余量。这种人为设定方式给定的建立时间和建立标志是静态的，不是动态监测的，不够准确，在一定程度上浪费了电路资源，限制了电路性能的提升。
因此，现有的技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带电压建立标志的负压电荷泵电路及flash芯片，旨在解决现有的人为设定电荷泵的输出电压建立时间和建立标志的方式不够准确，在一定程度上浪费电路资源，限制电路性能提升的问题。
本发明的技术方案如下：一种带电压建立标志的负压电荷泵电路，其中，包括：
采样模块，用于采集电荷泵核心模块的输出电压；
第一比较器，用于比较采样模块采集到的输出电压与第一基准电压的大小，并输出比较结果；
振荡器，用于根据第一比较器的比较结果产生振荡信号；
电荷泵核心模块，根据振荡器的振荡信号产生输出电压；
第二比较器，用于比较采样模块采集到的输出电压与第二基准电压的大小，并根据比较结果决定是否输出电荷泵输出电压建立标志；
所述采样模块的一端与电荷泵核心模块的电压输出端连接，采样模块的另一端与第一比较器的正输入端连接，第一比较器的负输入端输入第一基准电压，第一比较器的输出端与振荡器一端连接，振荡器另一端与电荷泵核心模块的输入端连接；采样模块的另一端与第二比较器的正输入端连接，第二比较器的输入端输入第二基准电压，第二比较器的输出端输出电荷泵输出电压建立标志。
所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其中，所述采样模块包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接电荷泵核心模块的电压输出端，第一电阻R1另一端和第二电阻R2一端连接，第一电阻R1另一端与第一比较器的正输入端连接，第一电阻R1另一端与第二比较器的正输入端连接，第二电阻R2另一端接地。
所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其中，所述第二基准电压的取值标准为：在电荷泵核心模块的输出电压达到设定值时，第二比较器比较采样模块采集到的输出电压与第二基准电压得出的比较结果使第二比较器的输出实现翻转。
所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其中，所述第一比较器包括第一mos管P1、第二mos管P2、第三mos管N1、第四mos管N2，所述第三mos管N1的栅极输入第一基准电压，第二mos管P2的源极和栅极连接在一起后与第三mos管N1的漏极连接，第三mos管N1的源极与第四mos管N2的源极连接，第二mos管P2的漏极与第一mos管P1的漏极连接，第一mos管P1的源极连接第四mos管N2的漏极，第一mos管P1的栅极连接第二mos管P2的栅极，第四mos管N2的栅极连接第一电阻R1另一端。
所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其中，所述第一mos管P1、第二mos管P2采用pmos管，第三mos管N1、第四mos管N2采用nmos管。
所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其中，所述第二比较器包括第五mos管P3、第六mos管P4、第七mos管N3、第八mos管N4，所述第七mos管N3的栅极输入第二基准电压，第六mos管P4的源极和栅极连接在一起后与第七mos管N3的漏极连接，第七mos管N3的源极与第八mos管N4的源极连接，第六mos管P4的漏极与第五mos管P3的漏极连接，第五mos管P3的源极连接第八mos管N4的漏极，第五mos管P3的栅极连接第六mos管P4的栅极，第八mos管N4的栅极连接第一电阻R1另一端。
所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其中，所述第五mos管P3、第六mos管P4采用pmos管，第七mos管N3、第八mos管N4采用nmos管。
所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其中，所述第二比较器的输出端与反相器的输入端连接，反相器的输出端输出电荷泵输出电压建立标志。
一种flash芯片，其中，包括如上述任一所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路
本发明的有益效果：本发明通过提供一种带电压建立标志的负压电荷泵电路及flash芯片，通过增加第二比较器作为电荷泵输出电压的动态监测模块，可以更加直观、准确且可靠地表征电荷泵输出电压是否已经建立，给其他电路提供了建立时间的准确坐标，优化了电路性能，并且给其他电路进行性能优化提供了依据和空间。
附图说明
图1是本发明中带电压建立标志的负压电荷泵电路的示意图。
图2是本发明中采样模块的示意图。
图3是本发明中第一比较器的示意图。
图4是本发明中第二比较器的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，一种带电压建立标志的负压电荷泵电路，包括：
采样模块2，用于采集电荷泵核心模块1的输出电压；
第一比较器3，用于比较采样模块2采集到的输出电压与第一基准电压VREF1的大小，并输出比较结果；
振荡器4，用于根据第一比较器3的比较结果产生振荡信号；
电荷泵核心模块1，根据振荡器4的振荡信号产生输出电压；
第二比较器5，用于比较采样模块2采集到的输出电压与第二基准电压VREF2的大小，并根据比较结果决定是否输出电荷泵输出电压建立标志；
所述采样模块2的一端与电荷泵核心模块1的电压输出端连接，采样模块2的另一端与第一比较器3的正输入端连接，第一比较器3的负输入端输入第一基准电压VREF1，第一比较器3的输出端与振荡器4一端连接，振荡器4另一端与电荷泵核心模块1的输入端连接；采样模块2的另一端与第二比较器5的正输入端连接，第二比较器5的输入端输入第二基准电压VREF2，第二比较器5的输出端输出电荷泵输出电压建立标志。
在某些具体实施例中，如图2所示，所述采样模块2包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接电荷泵核心模块1的电压输出端，第一电阻R1另一端和第二电阻R2一端连接，第一电阻R1另一端与第一比较器3的正输入端连接，第一电阻R1另一端与第二比较器5的正输入端连接，第二电阻R2另一端接地。
在某些具体实施例中，所述第二基准电压VREF2的取值标准为：在电荷泵核心模块1的输出电压达到90%（或95%）时，第二比较器5比较采样模块2采集到的输出电压与第二基准电压VREF2得出比较结果可以使第二比较器5的输出实现翻转。
在某些具体实施例中，如图3所示，所述第一比较器3包括第一mos管P1、第二mos管P2、第三mos管N1、第四mos管N2，所述第三mos管N1的栅极输入第一基准电压VREF1，第二mos管P2的源极和栅极连接在一起后与第三mos管N1的漏极连接，第三mos管N1的源极与第四mos管N2的源极连接，第二mos管P2的漏极与第一mos管P1的漏极连接，第一mos管P1的源极连接第四mos管N2的漏极，第一mos管P1的栅极连接第二mos管P2的栅极，第四mos管N2的栅极连接第一电阻R1另一端。
在某些具体实施例中，所述第一mos管P1、第二mos管P2采用pmos管，第三mos管N1、第四mos管N2采用nmos管。
在某些具体实施例中，如图4所示，所述第二比较器5包括第五mos管P3、第六mos管P4、第七mos管N3、第八mos管N4，所述第七mos管N3的栅极输入第二基准电压VREF2，第六mos管P4的源极和栅极连接在一起后与第七mos管N3的漏极连接，第七mos管N3的源极与第八mos管N4的源极连接，第六mos管P4的漏极与第五mos管P3的漏极连接，第五mos管P3的源极连接第八mos管N4的漏极，第五mos管P3的栅极连接第六mos管P4的栅极，第八mos管N4的栅极连接第一电阻R1另一端。
在某些具体实施例中，所述第五mos管P3、第六mos管P4采用pmos管，第七mos管N3、第八mos管N4采用nmos管。
根据上述所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，现列举以下实施例加以说明：
假设电荷泵输出的目标电压是-8.9v，第一基准电压VREF1为0V（即GND），采样模块2的功能是线性的采样电荷泵核心模块1输出电压的大小，所谓线性采样指的是：当电荷泵核心模块1输出电压为-8.9v时，采样模块2的输出为0v，那么当电荷泵核心模块1输出电压介于0v和-8.9v之间时，采样模块2的输出一定是大于0v的，从而第一比较器3的输出为1，振荡器4工作，电荷泵核心模块1工作，电荷泵核心模块1输出继续下降，采样模块2输出电压也下降。当电荷泵核心模块1输出下降到-8.9v，采样模块2输出下降到0v（或低于0v）后，第一比较器3输出从1翻转到0，振荡器4关闭，电荷泵核心模块1关闭，直到电荷泵核心模块1输出因为寄生电阻电容自然放电再次高于-8.9v，采样模块2输出高于0v，第一比较器3输出又从0翻转到1，振荡器4和电荷泵核心模块1又开始工作，如此周而复始，达到动态平衡。
其中，所述第二基准电压VREF2在这里取值113mv，当电荷泵输出从0V变为-8v（-8.9v的90%）时，采样模块2的输出电压从高于113mv（高于第二基准电压VREF2）变为低于113mv（低于第二基准电压VREF2），第二比较器5的输出从1变为0（第二比较器5的输出实现翻转），此输出即为电荷泵输出电压建立标志。在比较器2的输出也可以再增加一级反相器，其逻辑也与前述逻辑相反，当电荷泵输出从0变为-8v时，建立标志从0变为1。
本技术方案中，通过增加了电荷泵输出电压的动态监测模块，可以更加直观、准确且可靠地表征电荷泵输出电压是否已经建立，给其他电路提供了建立时间的准确坐标，优化了电路性能，并且给其他电路进行性能优化提供了依据和空间。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种带电压建立标志的负压电荷泵电路，其特征在于，包括：
采样模块，用于采集电荷泵核心模块的输出电压；
第一比较器，用于比较采样模块采集到的输出电压与第一基准电压的大小，并输出比较结果；
振荡器，用于根据第一比较器的比较结果产生振荡信号；
电荷泵核心模块，根据振荡器的振荡信号产生输出电压；
第二比较器，用于比较采样模块采集到的输出电压与第二基准电压的大小，并根据比较结果决定是否输出电荷泵输出电压建立标志；
所述采样模块的一端与电荷泵核心模块的电压输出端连接，采样模块的另一端与第一比较器的正输入端连接，第一比较器的负输入端输入第一基准电压，第一比较器的输出端与振荡器一端连接，振荡器另一端与电荷泵核心模块的输入端连接；采样模块的另一端与第二比较器的正输入端连接，第二比较器的输入端输入第二基准电压，第二比较器的输出端输出电荷泵输出电压建立标志。
2.根据权利要求1所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其特征在于，所述采样模块包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接电荷泵核心模块的电压输出端，第一电阻R1另一端和第二电阻R2一端连接，第一电阻R1另一端与第一比较器的正输入端连接，第一电阻R1另一端与第二比较器的正输入端连接，第二电阻R2另一端接地。
3.根据权利要求1所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其特征在于，所述第二基准电压的取值标准为：在电荷泵核心模块的输出电压达到设定值时，第二比较器比较采样模块采集到的输出电压与第二基准电压得出的比较结果使第二比较器的输出实现翻转。
4.根据权利要求1所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其特征在于，所述第一比较器包括第一mos管P1、第二mos管P2、第三mos管N1、第四mos管N2，所述第三mos管N1的栅极输入第一基准电压，第二mos管P2的源极和栅极连接在一起后与第三mos管N1的漏极连接，第三mos管N1的源极与第四mos管N2的源极连接，第二mos管P2的漏极与第一mos管P1的漏极连接，第一mos管P1的源极连接第四mos管N2的漏极，第一mos管P1的栅极连接第二mos管P2的栅极，第四mos管N2的栅极连接第一电阻R1另一端。
5.根据权利要求4所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其特征在于，所述第一mos管P1、第二mos管P2采用pmos管，第三mos管N1、第四mos管N2采用nmos管。
6.根据权利要求1所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其特征在于，所述第二比较器包括第五mos管P3、第六mos管P4、第七mos管N3、第八mos管N4，所述第七mos管N3的栅极输入第二基准电压，第六mos管P4的源极和栅极连接在一起后与第七mos管N3的漏极连接，第七mos管N3的源极与第八mos管N4的源极连接，第六mos管P4的漏极与第五mos管P3的漏极连接，第五mos管P3的源极连接第八mos管N4的漏极，第五mos管P3的栅极连接第六mos管P4的栅极，第八mos管N4的栅极连接第一电阻R1另一端。
7.根据权利要求6所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其特征在于，所述第五mos管P3、第六mos管P4采用pmos管，第七mos管N3、第八mos管N4采用nmos管。
8.根据权利要求1所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路，其特征在于，所述第二比较器的输出端与反相器的输入端连接，反相器的输出端输出电荷泵输出电压建立标志。
9.一种flash芯片，其特征在于，包括如权利要求1至8任一所述的带电压建立标志的负压电荷泵电路。
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