CN1506976A - 电压产生电路 - Google Patents

Abstract

用于根据电源电压或任意电压产生升压电压的电压产生电路。具有产生高于电源电压的电压的升压电路(1)和产生基准电压Vref的基准电压产生电路(2)的电压产生电路，配置有：具有连接到升压电路(1)的输出端的第一输入端、具有电源电压Vdd的第二输入端和连接到地电压Vss的第三输入端、通过使等于由第一输入端与第二输入端之间的电位差引起的电流的基准电流流入第三输入端而在第一输出端产生控制电压Vfd的电压变化检测电路(4)；用于比较控制电压Vfd和基准电压Vref的差分放大器电路(61)；和用于根据差分放大器电路(61)的输出从升压电路(1)的输出提取电流从而控制升压电路(1)的输出电压的钳位电路(62)。

Description

电压产生电路

技术领域

本发明涉及电压产生电路，尤其是涉及用于钳位或者调整升压(boosting)电源电路或者负升压电源电路的输出电压的电压产生电路。

背景技术

近来，用作非易失性半导体存储设备的闪存已经需要通过利用单个电源来执行数据的读取和重写，并且因此，在芯片上需要用于产生升压电压或者负升压电压的电压产生电路。而且，需要对闪存进行估计，因此，应用对应于来自外部的升压电压或者负升压电压的电压的结构。

下面将参考附图描述传统的电压产生电路。

图31是表示传统的电压产生电路的结构框图。在图中，900表示用于升压电源电压Vdd和产生一个升压电压的升压电路，901表示升压电路900的输出，902表示用于根据电源电压Vdd产生基准电压Vref的基准电压产生电路，903表示用于将升压电路900的输出电压设置为所需电压的限幅器电路，904表示电阻R1，905表示电阻R2，906表示电压分割电路，包括电阻904和电阻905，907表示电压分割电路906的输出，908表示一个差分放大器电路，由来自输出901的升压电压供电，并且将输出907的电压和基准电压Vref进行比较，以执行差分放大，909表示差分放大器电路908的输出，910表示用于根据输出909的电压将输出901的电压提取到电源Vdd的P型MOS晶体管，911表示用于将输出901的电压电平移位至所需电压的调节器电路，912表示电阻R3，913表示电阻R4，914表示电压分割电路，包括电阻912和电阻913，915表示电压分割电路914的输出，916表示差分放大器电路，由来自输出901的升压电压供电，并且将输出915的电压和基准电压Vref进行比较以执行差分放大，917表示差分放大器电路916的输出，918表示用于根据输出917的电压将调节器电路911的输出Vpl设置为所需电压的P型MOS晶体管，919表示应用来自外部的电压的衰减器(pad)。

这样构成的电压产生电路的电路操作将参考图31和32描述。

由电源电压产生的升压电压Vph通过升压电路900提供给限幅器电路903。电压(γ×Vph)根据电阻904和电阻905的电阻率γ(＝R2/(R1+R2))被应用到电压分割电路906的输出。在差分放大器电路908中，由电源电压产生的基准电压Vref与(γ×Vph)相比较，以控制P型MOS晶体管910的栅极电压，并将从输出901提取的漏极电流调整到电源Vdd，从而保持该升压电压Vph为常数。有了前述的操作，该升压电压Vph变成了满足Vph＝Vref(1/γ)的电压，因为Vref＝(γ×Vph)。也就是说，该升压电压Vph不依赖于电源电压，并且保持常数电压值为Vph＞Vref×(1/γ)。

该升压电压Vph被提供给调节器电路911。当由电平移位Vph获得的电压Vpl被应用到电压分割电路914的时候，根据电阻912和电阻913的电阻率ξ(＝R4/(R3+R4))，电压(ξ×Vpl)被应用到电压分割电路914的输出。在差分放大器电路916中，由电源电压产生的基准电压Vref与(ξ×Vpl)相比较，以控制P型MOS晶体管918的栅极电压，并且将输出901提供的漏极电流调整为调节器电路911的输出，从而保持Vpl为常数。有了以上的操作，调节器电路911的输出电压Vpl变成了满足Vpl＝Vref×(1/ξ)的电压，因为Vref＝(ξ×Vpl)，并且它不依赖于电源电压，并保持常数电压值为Vpl＞Vref×(1/ξ)。

当估算闪存单元的性能时，通过衰减器919从外部应用对应于该升压电压的电压Vppex。

上述传统技术是针对关于用于升压电源电压并产生高于电源电压的升压电压的电压产生电路的说明。前述技术被应用到用于产生比地电压低的电压的传统电压产生电路中。也就是说，其中升压电路900被负升压电路代替、与电压分割电路906和914连接的地电压被基准电压代替、输入到差分放大器电路908和916的基准电压被地电压代替、而P型MOS晶体管901和918被N型MOS晶体管代替的结构，是一个用于从负升压电压产生不依赖于电源电压的常数负电压的电压产生电路。如上所述的负电压产生电路也配置有负衰减器，用于应用来自外部的一个负电压。

正如上述传统技术的电压产生电路之一可知的，电压产生电路具有这样一种结构，其中差分放大器电路918用电源电压Vdd驱动，以减小升压电压的电源消耗，从而产生常数电压(参见JP-A-2001-52489)。

但是，传统的电压产生电路的限幅器电路903和调节器电路911仅能输出相对于如图32中所示的电源电压的一个固定电压。这也被应用于负电压产生电路中。

当如上所述的传统电压产生电路被应用于存储器电路(例如，图33所示的闪存单元)时，会发生如下问题。

首先，图33给出了闪存单元的结构。在图33中，920表示电压产生电路，921表示行译码器，922表示列驱动器，923表示列译码器，924表示电源切换电路，925表示闪存单元阵列，926表示P型闪存单元，927表示P型选择晶体管，928表示N型MOS晶体管。

在如上所述的闪存单元中，作为读取目标的闪存单元在数据读取操作中由行译码器和列译码器确定。这时，电源电压Vdd应用于Vwell，Vsl，Vcg，但是，地电压应用于P型选择晶体管的Vsg。因此，存在一个问题，即由于电源电压Vdd的改变，单元电流改变，并且读取速度对电源电压的依赖程度增加。

而且，在数据写的时间，电源电压Vdd应用于Vwell，并且作为与电源电压Vdd无关的常数的负升压电压应用于Vbl和Vsg，而作为与电源电压Vdd无关的常数的正升压电压应用于Vcg。因此，确定数据写速度的Vwell-Vbl和Vwell-Vcg由于电源电压Vdd的变化而变化，从而产生数据写速度大大改变的问题。

由于电压变化导致的设备性能的变化，也就是说，电路性能的变化可以通过保持P型MOS晶体管和N型MOS晶体管的漏极电流为与电源电压Vdd无关的常数而得到抑制。但是存在一个问题，即不能遵照供电负载的性能来提供升压电压或负升压电压。

当估计闪存单元时，需要将对应于升压电压的电压应用到衰减器或将对应于负升压电压的负电压应用到负衰减器，并且在高电压使用情况下可能发生电涌断路。

发明内容

本发明考虑到前面的描述而实现，本发明的一个目的是提供电压产生电路，用于抑制由电源电压变化导致的设备性能和电路性能的变化，并且根据电路提供依赖于任何基准电压的升压电压或负升压电压，从而改善电路性能。

为了实现上述目的，根据权利要求1，一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生一基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：电压变化检测电路，具有与升压电路的输出连接的第一输入端，与电源连接的第二输入端，以及与地连接的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；以及钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

根据权利要求2，一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生一基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号在电源电压和地电压之间执行切换操作；电压变化检测电路，具有与升压电路的输出连接的第一输入端，与基准电压切换电路连接的第二输入端，以及与地连接的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

根据权利要求3，一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：外部电压应用电路，用于在外部应用的电压和电源电压之间执行切换操作，并输出经切换的一个电压；电压变化检测电路，具有与升压电路的输出相连接的第一输入端，与基准电压切换电路相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

根据权利要求4，一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：电压变化检测电路，具有与升压电路的输出相连的第一输入端，与电源相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，在第一输入端和地电压之间执行切换操作，并输出经切换的一个电压；第二切换装置，连接在第一输入端和第二输入端这两个端子之间，并根据第一切换装置的输出电压在第一输入端和第二输入端之间切换电位差；差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

根据权利要求5，一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：电压变化检测电路，具有与升压电路的输出相连的第一输入端，与电源相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，由应用到第四输入端的电压产生基准电流，以便将常数电流比保持为由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流，并使基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，在第一输入端和地电压之间执行切换操作，并输出经切换的一个电压；第二切换装置，连接在第一输入端和第二输入端这两个端子之间，并且根据第一切换装置的输出电压在第一输入端和第二输入端之间切换电位差；第三切换装置，与第一切换装置的输出连接，根据所述设置电压切换信号在第一输入端与第二输入端或地电压之间切换任何电压，并将切换结果应用到第四输入端；差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

根据权利要求6，该电压产生电路的特征在于，钳位电路具有第一导电类型的晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，栅极连接到差分放大器的输出，漏极连接到电源或地，并且差分放大器电路由升压电路的输出电压供电、对控制电压和基准电压进行比较，并且根据升压电路的输出执行差分放大。

根据权利要求7，该电压产生电路的特征在于，所述钳位电路包括第一导电类型的第一晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，并且栅极和漏极连接到第一端子，第一导电类型的第二晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，栅极连接到第一端子，并且漏极连接到电源或地，第二导电类型的晶体管，连接在第一端子与地之间，其栅极连接到差分放大器电路的输出，并且所述差分放大器电路由升压电路的输出电压供电、对控制电压和基准电压进行比较，并且根据电源电压执行差分放大。

根据权利要求8，一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：电平移位电路，用于接收升压电路的输出电压，以将电压进行电平移位，并且输出经电平移位的电压；电压变化检测电路，具有与电平移位电路的输出相连的第一输入端，与电源相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；以及差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较，以控制电平移位电路，并且输出所需电压作为电平移位电路的输出。

根据权利要求9，该电压产生电路的特征在于进一步包括：第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，在第一输入端和地电压之间执行切换操作，并输出经切换的一个电压；和第二切换装置，连接在第一输入端和第二输入端之间，用于根据第一切换装置的输出电压在第一输入端和第二输入端之间切换电位差。

根据权利要求10，该电压产生电路的特征在于进一步包括：电压变化检测电路，具有与电平移位电路的输出相连的第一输入端，与电源相连的第二输入端，与地相连的第三输入端和第四输入端，由应用于第四输入端的电压产生基准电流，以便保持常数电流比为由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流，并使基准电流流入第三输入端，以在第一输出端产生控制电压；第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，在第一输入端和地电压之间执行切换操作，并输出经切换的一个电压；第二切换装置，连接在第一输入端和第二输入端之间，用于根据第一切换装置的输出电压在第一输入端和第二输入端之间切换电位差；第三切换装置，连接到第一切换装置的输出，用于在第一输入端与第二输入端或地电压之间切换任何电压，并将该切换的电压应用到第四输入端。

根据权利要求11，该电压产生电路的特征在于，该电平移位具有第一导电类型的晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，栅极连接到差分放大器电路的输出，并且漏极连接到电平移位电路的输出，所述差分放大器电路由升压电路的输出电压供电、对控制电压和基准电压进行比较，并且根据升压电路的输出执行差分放大。

根据权利要求12，该电压产生电路的特征在于，该电平移位电路包括第一导电类型的第一晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，栅极和漏极连接到第一端子；第一导电类型的第二晶体管，其源极连接到升压电路的输出，栅极连接到第一端子，漏极连接到电平移位电路的输出；以及第二导电类型的晶体管，连接在第一端子之间，其栅极连接到差分放大器电路的输出，所述差分放大器电路由电源电压供电，对控制电压和基准电压进行比较，并且根据电源电压执行差分放大。

根据权利要求13，该电压产生电路的特征在于进一步包括：基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号，在电源电压和地电压之间执行切换操作，其中第二输入端连接到基准电压切换电路的输出。

根据权利要求14，该电压产生电路的特征在于进一步包括：基准电压产生电路，用于根据电源电压产生基准电压，以及基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号在电源电压或地电压与基准电压之间执行切换操作，其中第二输入端连接到基准电压切换电路的输出。

根据权利要求15，该电压产生电路的特征在于进一步包括：基准电压产生电路，用于根据电源电压产生基准电压，以及基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号，在电源电压、地电压和基准电压中选择任何一个电压，其中第二输入端连接到基准电压切换电路的输出。

根据权利要求16，该电压产生电路的特征在于进一步包括：外部电压应用电路，用于根据外部电压应用信号，在外部电压和电源电压之间执行切换操作，并且输出经切换的一个电压，其中第二输入端连接到外部电压应用电路的输出。

根据权利要求17，该电压产生电路的特征在于进一步包括：外部电压应用电路，用于根据外部电压应用信号，在外部电压和地电压之间执行切换操作，并且输出经切换的一个电压，其中第二输入端连接到外部电压应用电路的输出。

根据权利要求18，该电压产生电路的特征在于进一步包括：基准电压产生电路，用于根据电源电压产生基准电压，以及外部电压应用电路，用于根据外部电压应用信号，在外部应用电压和基准电压之间执行切换操作，并且输出经切换的一个电压，其中第二输入端连接到外部电压应用电路的输出。

根据权利要求19，该电压产生电路的特征在于进一步包括：外部电压应用电路，用于接收外部应用电压和基准电压切换电路的输出电压，并且根据外部电压应用信号，切换和输出该输出电压，其中第二输入端连接到外部电压应用电路的输出。

根据权利要求20，一种电压产生电路，具有用于利用电源电压产生低于地电压的电压的负升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：电压变化检测电路，具有与电源连接的第一输入端，与负升压电路的输出连接的第二输入端，以及与地连接的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；以及钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从负升压电路的输出提取电流，以控制负升压电路的输出电压。

根据权利要求21，该电压产生电路的特征在于：所述钳位电路配置有第二导电类型的晶体管，具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极连接到差分放大器电路的输出，并且漏极连接到电源或地，所述差分放大器电路由电源电压和负升压电路的输出电压供电，对控制电压和基准电压相互比较，并且根据电源电压和负升压电路的输出电压执行差分放大。

根据权利要求22，该电压产生电路的特征在于该钳位电路包括：第二导电类型的第一晶体管，具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极和漏极都连接到第一端子；第二导电类型的第二晶体管，具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底；以及第一导电类型的晶体管，连接在电源和第一端子之间，其栅极连接到差分放大器电路的输出，并且所述差分放大器电路由电源电压和地电压供电，对控制电压和基准电压相互比较，并且根据电源电压和地电压执行差分放大。

根据权利要求23，一种电压产生电路，具有用于利用电源电压产生低于地电压的电压的负升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：电平移位电路，用于接收负升压电路的输出电压，并且输出一个经电平移位的电压；电压变化检测电路，具有与电源连接的第一输入端，与负升压电路的输出相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；以及差分放大器电路，用于对控制电压和基准电压进行比较，以控制电平移位电路，并且在该电平移位电路的输出端输出所需的负电压。

根据权利要求24，一种电压产生电路，具有用于产生基准电压的基准电压产生电路，以及用于根据基准电压产生所需电压的电压产生电路，其特征在于包括：电平移位电路，用于接收地电压并输出经电平移位的电压；电压变化检测电路，具有与电源连接的第一输入端，与负升压电路的输出连接的第二输入端，以及与地连接的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；以及差分放大器电路，具有对控制电压和基准电压相比较以控制电平移位电路的装置，以便输出从电平移位电路的输出端输出的所需电源电压下降的电压。

根据权利要求25，该电压产生电路的特征在于，该电平移位电路具有第二导电类型的晶体管，该晶体管具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极连接到差分放大器电路的输出，并且漏极连接到电平移位电路的输出，所述差分放大器电路由电源电压和负升压电路的输出电压供电，对控制电压和基准电压进行比较，并且根据电源电压和负升压电路的输出电压执行差分放大。

根据权利要求26，该电压产生电路的特征在于，电平移位电路具有第二导电类型的第一晶体管，该晶体管具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极和漏极都连接到第一端子，第二导电类型的第二晶体管，该晶体管具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极连接到第一端子，并且漏极连接到电平移位电路的输出，以及第一导电类型的晶体管，连接在电源和第一端子之间，其栅极连接到差分放大器电路的输出，所述差分放大器电路由电源电压和地电压供电，对控制电压和基准电压进行比较，并且根据电源电压和地电压执行差分放大。

根据权利要求27，该电压产生电路的特征在于进一步包括：第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，并且在电源电压和第二输入端的电压之间执行切换操作，并且输出经切换的一个电压；以及第二切换装置，连接到第一输入端和第二输入端之间的两个端子之间，并且根据第一切换装置的输出切换第一输入端和第二输入端之间的电位差。

根据权利要求28，该电压产生电路的特征在于进一步包括：基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号在电源电压、基准电压和由电源电压产生的任何基准电压中的任意两个电压或三个电压之间执行切换操作，其中第一输入端连接到基准电压切换电路的输出。

根据权利要求29，该电压产生电路的特征在于进一步包括：外部电压应用电路，具有用于在外部应用电压和电源电压、基准电压或由电源电压产生的任何基准电压之间执行切换操作的装置，其中第一输入端连接到外部电压应用电路的输出。

根据权利要求30，该电压产生电路的特征在于进一步包括：外部电压应用电路，用于接收外部应用电压和基准电压切换电路的输出电压，根据外部电压应用信号，在外部应用电压和基准电压切换电路的输出电压之间执行切换操作，并输出经切换的一个电压，其中第一输入端连接到外部电压应用电路的输出。

根据权利要求31，该电压产生电路的特征在于，具有与基准电压相同的电压电平的电压能够被电压跟随器电路应用。

根据权利要求32，该电压产生电路的特征在于电压变化检测电路包括：电流反射镜电路，具有第一中间节点，连接在第一输入端和第二输入端之间，并且第一输出端连接在第一输入端和第三输入端之间，通过检测在第一中间节点的电压使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流从第一输入端流向第一输出端；电阻装置，连接在第一中间节点和第二输入端之间；以及控制电压产生电路，连接在第一输出端和第三输入端之间，并且通过使基准电流流经而在第一输出端产生控制电压。

根据权利要求33，该电压产生电路的特征在于，电压变化检测电路包括：电流反射镜电路，具有第一中间节点，连接在第一输入端和第二输入端之间，并且第一输出端连接在第一输入端和第三输入端之间，基准电流保持为具有固定的电流比，即为由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流，通过应用到第四输入端的电压使基准电流从第一输入端流向第一输出端；电阻装置，连接在第一中间节点和第二输入端之间；以及控制电压产生电路，连接在第一输出端和第三输入端之间，并且通过使基准电流流经而在第一输出端产生控制电压。

根据权利要求34，该电压产生电路的特征在于，电阻装置具有多个彼此串联在第一中间节点和第二输入端之间的电阻。

根据权利要求35，该电压产生电路的特征在于，电阻装置具有多个彼此串联在第一中间节点和第二输入端之间的第一导电类型的第十晶体管，以便栅极和漏极彼此相连，并且衬底和源极彼此相连。

根据权利要求36，该电压产生电路的特征在于，控制电压产生电路具有多个彼此串联在第一输出端和第三输出端之间的电阻。

根据权利要求37，该电压产生电路的特征在于，控制电压产生电路具有一个或多个彼此串联在第一输出端和第三输入端之间的第一导电类型的第十晶体管，以便栅极和漏极彼此相连，并且源极和衬底彼此相连。

根据权利要求38，该电压产生电路的特征在于，电流反射镜电路包括：第一导电类型第十一晶体管，具有连接到第一输入端的源极，并且其栅极和漏极连接到第一中间节点；以及第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第一输出端。

根据权利要求39，该电压产生电路的特征在于，电流反射镜电路包括：多个彼此串联在第一输入端和第一中间节点之间的电阻；第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第一输出端。

根据权利要求40，该电压产生电路的特征在于，电流反射镜电路包括：第一导电类型第十一晶体管，具有连接到第一输入端的源极，并且其栅极和漏极连接到第一中间节点；第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第二中间节点；以及第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第二中间节点的源极，其栅极连接到电阻装置的任何端子，并且漏极连接到第一输出端。

根据权利要求41，该电压产生电路的特征在于，电流反射镜电路包括：多个彼此串联在第一输入端和第一中间节点之间的电阻；第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到中间节点，漏极连接到第二中间节点；以及第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第二中间节点的源极，其栅极连接到电阻装置的任何端子，漏极连接到第一输出端。

根据权利要求42，该电压产生电路的特征在于，电流反射镜电路包括：第一导电类型第十一晶体管，具有连接到第一输入端的源极，并且其栅极和漏极连接到第一中间节点；第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第二中间节点；以及第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第二中间节点的源极，其栅极连接到第四输入端，并且漏极连接到第一输出端。

根据权利要求43，该电压产生电路的特征在于，电流反射镜电路包括：多个彼此串联在第一输入端和第一中间节点之间的电阻；第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第二中间节点；第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第二中间节点的源极，其栅极连接到第四输入端，并且漏极连接到第一输出端。

一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，用于利用电源电压产生低于地电压的电压的负升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：

第一外部电压应用电路，具有用于根据第一外部电压应用信号，在外部应用电压和电源电压之间执行切换操作的装置；第一电压变化检测电路，具有连接到升压电路的输出的第十一输入端、连接到第一外部电压应用电路的输出的第十二输入端、以及连接到地的第十三输入端，并且在第一输出端产生第一控制电压；第一差分放大电路，用于对第一控制电压和基准电压进行比较；第一钳位电路，用于根据第一差分放大电路的输出控制升压电路的输出电压；第二外部电压应用电路，具有用于根据第二外部电压应用信号，在外部应用电压和电源电压之间执行切换操作的装置；第三电压变化检测电路，具有连接到电源的第三十一输入端、连接到负升压电路的输出的第三十二输入端、以及连接到地的第三十三输入端，并且在第三输出端产生第三控制电压；第三差分放大器电路，用于对第三控制电压和基准电压进行比较；以及第二钳位电路，用于根据第三差分放大器电路的输出控制负升压电路的输出电压。

根据权利要求45，一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，用于利用电源电压产生低于地电压的电压的负升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：第一外部电压应用电路，具有用于根据第一外部电压应用信号，在外部应用电压和电源电压之间执行切换操作的装置；第一电压变化检测电路，具有连接到升压电路的输出的第十一输入端、连接到第一外部电压应用电路的输出的第十二输入端、以及连接到地的第十三输入端，并且在第一输出端产生第一控制电压；第一差分放大电路，用于对第一控制电压和基准电压进行比较；第一钳位电路，用于根据第一差分放大电路的输出控制升压电路的输出电压；第一电平移位电路，用于接收升压电路的输出电压，并输出经电平移位的电压；第二电压变化检测电路，具有连接到第一电平移位电路的输出的第二十一输入端、连接到电源的第二十二输入端、以及连接到地的第二十三输入端，并且在第二输出端产生第二控制电压；第二差分放大器电路，具有对第二控制电压和基准电压进行相互比较并且控制第一电平移位电路的装置，以便从第一电平移位电路的输出端输出所需的电压；第二外部电压应用电路，具有用于根据第二外部电压应用信号，在外部应用电压和电源电压之间执行切换操作的装置；第三电压变化检测电路，具有连接到电源的第三十一输入端、连接到负升压电路的输出的第三十二输入端、以及连接到地的第三十三输入端，并且在第三输出端产生第三控制电压；第三差分放大器电路，用于对第三控制电压和基准电压进行比较；以及第二钳位电路，用于根据第三差分放大器电路的输出控制负升压电路的输出电压；第二电平移位电路，用于接收负升压电路的输出电压，并输出经电平移位的电压；第四电压变化检测电路，具有连接到电源的第四十一输入端、连接到第二电平移位电路的输出的第四十二输入端、以及连接到地的第四十三输入端，并且在第四输出端产生第四控制电压；以及第四差分放大器电路，具有对第四控制电压和基准电压进行相互比较以及控制第二电平移位电路的装置，以便从第二电平移位电路的输出端输出所需的负电压。

根据权利要求46，该电压产生电路的特征在于，基准电压产生电路具有基准电压产生单元，用于产生基准电压，以及一微调电路单元，用于接收微调信号，并且改变基准电压的电压电平，以产生基准电压。

根据权利要求47，该电压产生电路的特征在于，基准电压产生电路具有基准电压产生单元，用于产生基准电压，以及一微调电路单元，具有用于接收微调信号并且改变基准电压的电压电平以产生基准电压的装置，并且该电压产生电路进一步包括：第三电平移位电路，用于接收地电压，并且输出经电平移位的电压；第五电压变换检测电路，具有连接到电源的第五十一输入端、连接到第三电平移位电路的输出的第五十二输入端、以及连接到地的第五十三输入端，并且在第五输出端产生第五控制电压；第五差分放大器电路，用于对第五控制电压和基准电压进行比较，并且控制第三电平移位电路，以便从第三电平移位电路的输出端输出从电源电压与地电压之间的电源电压下降的电压。

附图说明

图1说明了根据本发明第一实施例的限幅器电路。

图2说明了根据本发明第一实施例的电压变化检测电路。

图3说明了根据本发明第一实施例的控制电路。

图4说明了根据本发明第一实施例的电压变化检测电路。

图5说明了根据本发明第一实施例的另一电压变化检测电路(部分1)。

图6说明了根据本发明第一实施例的另一电压变化检测电路(部分2)。

图7说明了根据本发明第一实施例的另一控制电路(部分1)。

图8说明了根据本发明第一实施例的另一控制电路(部分2)。

图9说明了根据本发明第二实施例的限幅器电路。

图10说明了根据本发明第二实施例的基准电压应用电路。

图11说明了根据本发明第二实施例的另一基准电压应用电路(部分1)。

图12说明了根据本发明第二实施例的另一基准电压应用电路(部分2)。

图13说明了根据本发明第三实施例的限幅器电路。

图14说明了根据本发明第三实施例的电压变化检测电路。

图15说明了根据本发明第三实施例的另一电压变化检测电路(部分1)。

图16说明了根据本发明第三实施例的另一电压变化检测电路(部分2)。

图17说明了根据本发明第四实施例的电压产生电路。

图18说明了根据本发明第四实施例的控制电路。

图19说明了根据本发明第四实施例的另一控制电路(部分1)。

图20说明了根据本发明第四实施例的另一控制电路(部分2)。

图21说明了根据本发明第五实施例的负限幅器电路。

图22说明了根据本发明第五实施例的电压变化检测电路。

图23说明了根据本发明第五实施例的控制电路。

图24说明了根据本发明第五实施例的另一控制电路。

图25说明了根据本发明第五实施例的基准电压应用电路。

图26说明了根据本发明第六实施例的负调节器电路。

图27说明了根据本发明第六实施例的控制电路。

图28说明了根据本发明第六实施例的另一控制电路。

图29是说明根据第七实施例的电压产生电路的结构的框图。

图30是说明根据第八实施例的电压产生电路的结构的框图。

图31是说明传统电压产生电路的结构的框图。

图32是说明所述传统电压产生电路的升压电压Vph、基准电压Vref和电平移位电压Vpl的电源电压特性的曲线图。

图33是说明闪存单元结构的电路图。

具体实施方式

下面将参考附图来说明根据本发明的一个实施例的电压产生电路。

(第一实施例)

以下将说明根据本发明的第一实施例的电压产生电路。附图1是说明根据第一实施例的电压产生电路的结构框图。

在图1中，1表示用于使电源电压Vdd上升到电源电压Vdd或更高的升压电路，2表示一用于根据电源电压Vdd产生一基准电压Vref的基准电压产生电路，3表示一用于将升压电路输出的电压钳位到一所需的升压电压Vph的限幅器电路，4表示一用于将升压电压Vph与电源电压Vdd之间的电位差转换为电流、然后以地电压Vss产生一控制电压Vfd作为基准值的电压变化检测电路，41表示一电流反射镜电路，42表示一电阻电路，43表示一控制电压产生电路，5表示一用于确定升压电压Vph的压敏的基准电压Vbase，6表示一控制电路，61表示一用于接收基准电压Vref和控制电压Vfd以执行差分放大的差分放大器电路，并且62表示一用于通过差分放大器电路61的输出电压Va提取升压电压Vph到电源Vdd、以设置所述升压电压Vph到一所需电压的钳位电路。

接着，将说明根据第一实施例的电压产生电路的操作。当升压电路1产生一高于电源电压Vdd的电压时，在升压电压Vph与基准电压Vbase之间出现电位差(Vph-Vbase)。该电位差(Vph-Vbase)通过电流反射镜41和电阻电路42被转换成电流，并且通过电流反射镜电路41产生对应于流入电阻电路42的电流的基准电流。因此所产生的基准电流流入控制电压产生电路43，以产生用作地电压基准值的控制电压Vfd。预先产生的基准电压Vref与控制电压Vfd在差分放大器电路61中相互比较，以控制钳位电路62并将升压电压Vph设置到一所需的电压。

图2是说明根据第一实施例的电压产生电路的电压变化检测电路4的结构的一个例子的电路图。101、102、103、104、105中每一个都包括一P型MOS晶体管。假定P型MOS晶体管101、102、103、104、105被设计成具有相同的尺寸。在升压电压Vph与基准电压Vbase之间产生的电位差(Vph-Vbase)被分给P型MOS晶体管101、103、104，每一个分割的电压Vgs都等于(Vph-Vbase)/(三级二极管连接)。通过电流反射镜41使对应于Vgs的电流流入P型MOS晶体管105以产生控制电压Vfd(＝Vgs)。预先产生的基准电压Vref与控制电压Vfd在差分放大器电路61中相互比较以控制钳位电路62并将升压电压Vph设置到一所需的电压。通过上述操作，满足Vref＝Vfd。因此，满足Vref＝((Vph-Vbase)/(三级二极管连接))，并且将升压电压Vph设置为电压((三级二极管连接)×Vref+Vbase)。所以，当N级(N≥1)P型MOS晶体管相互串联连接在电阻电路42中时，升压电压Vph被设置为((N+1)×Vref+Vbase)。

图3是说明根据第一实施例的电压产生电路的控制电路6的结构的一个例子的电路图。106表示一N型MOS晶体管，其中流过对应于差分放大器电路61的输出电压的漏极电流，107表示一用于产生对应于N型MOS晶体管106的漏极电流的Vgs的P型MOS晶体管，并且108表示一P型MOS晶体管，用于当P型MOS晶体管107的Vgs被应用到P型MOS晶体管108时，提取升压电压Vph到电源电压Vdd。提前产生的基准电压Vref与控制电压Vfd在用电源电压驱动的差分放大器电路61中相互比较，并且使对应于差分放大器电路61的输出电压Va的漏极电流流入N型MOS晶体管106，以便通过P型MOS晶体管108调节将从升压电压Vph到电源电压Vdd所提取的电流量，从而设置升压电压Vph到所需的电压。

如上所述，第一实施例的电压产生电路配置有电压变化检测电路4，该电压变化检测电路4具有电流反射镜电路41、电阻电路42和控制电压产生电路43，从而可以获得依赖于基准电压Vbase(＝Vdd)的高精度升压电压Vph。

此外，配置有由电源电压Vdd驱动的差分放大器电路61，从而可以减少由升压电压Vph消耗的电流，并因此可以减少电源电压Vdd被电源Vdd白白消耗。

在第一实施例中，已对电压变化检测电路4进行了说明。然而，这只是一个示例，也可以使用其它电压变化检测电路。其他这种电压变化检测电路在图4、5和6中示出。

例如，通过如图4所示配置有电流反射镜电路41a的电压变化检测电路4a可以实现与图2所示电压变化检测电路4相同的操作，所述电流反射镜电路41a具有一提供电阻电路42a的任意端电压的P型MOS晶体管109。

进一步地，电压变化检测电路4a具有一提供电阻电路42a的任意端电压以抑制P型MOS晶体管102的漏极电压变化的P型MOS晶体管109。因而，不论升压电压Vph的电压电平如何，P型MOS晶体管101的漏极电流与晶体管102的漏极电流之间的电流比都保持不变。因此，与电压变化检测电路4相比，可以以更高精度将升压电压Vph设置到一所需的电压。

更进一步地，通过如图5所示配置有电流反射镜电路41b的电压变化检测电路4b可以实现与图2所示电压变化检测电路4相同的操作，所述电流反射镜电路41b具有提供电阻电路42b的任意端电压的P型MOS晶体管109，其中图2所示的P型MOS晶体管101被电阻110替代，并且P型MOS晶体管103和104被电阻111、112替代。

此外，通过如图6所示一配置有电流反射镜电路41a的电压变化检测电路4c也可以实现与图2所示电压变化检测电路4相同的操作，所述电流反射镜电路41a具有提供电阻电路42b的任意端电压的P型MOS晶体管109，其中图3所示的P型MOS晶体管103和104被电阻111、112替代，并且P型MOS晶体管105被电阻113替代。

如上所述，作为电压变化检测电路的示例对图2、4-6所示的电压变化检测电路4、4a、4b、4c进行了说明，然而，在实现与电压变化检测电路4、4a、4b、4c相同操作的范围内，电压变化检测电路并不局限于这些示例。

图7和8是说明控制电路的其他例子的电路图。例如，在图7中，通过一设计成图3所示的P型MOS晶体管107被一栅极接地的P型MOS晶体管115替代的控制电路6a实现与图3所示的控制电路6相同的操作。

此外，在图8所示的例子中，通过一控制电路6b实现与图3所示的控制电路6相同的操作，在该电路中图3所示的差分放大电路61用升压电压Vph驱动并且钳位电路62被P型MOS晶体管116替代。

控制电路6b不具有在钳位电路62中使用的任何电流反射镜电路，因此与控制电路6相比可以实现具有更高响应的电路设计。因此，该示例可以被应用于一具有快速荷载变化的电路中。

(第二实施例)

以下将参照附图说明根据本发明的第二实施例的电压产生电路。附图9是说明根据第二实施例的电压产生电路的结构框图。

在图9中与图1相同的参考标记表示相同或相应的部分。

根据第二实施例的电压产生电路其特征在于根据第一实施例的电压产生电路配置有一使用基准电压应用电路7的限幅器电路3a，该基准电压应用电路7可以根据一基准电压切换信号Vswbs切换基准电压Vbase、并根据一外部电压应用信号Vswext将从衰减器8应用的外部应用电压设置到基准电压Vbase。

图10是说明根据第二实施例的基准电压应用电路7的一个例子的电路图。在图10中，71表示一用于根据基准电压切换信号Vswbs切换内部电压的基准电压切换电路，并且72表示一用于根据外部电压应用信号Vswext执行内部电压与外部应用电压Vppx之间的切换操作的外部电压应用电路。

进一步地，在图10的基准电压应用电路7中，根据基准电压切换信号Vswbs输出电源电压Vdd或地电压Vss到基准电压切换电路71中，并且根据外部电压应用信号Vswext选择基准电压切换电路71的输出电压与外部应用电压Vppex中的任何一个电压，并设置为基准电压Vbase。

接着，将说明根据第二实施例的电压产生电路的操作。除了基准电压应用电路7之外各电路的操作与第一实施例相同，只是基准电压Vbase不固定为电源电压Vdd，而是可以通过基准电压应用电路7切换，因此省略对相同操作的说明。

在基准电压应用电路7中，对应于基准电压应用电路7的输出电压的基准电压Vbase等于电源电压Vdd、地电压Vss和外部应用电压Vppex中的任何一个电压。

在电阻电路42中，当N级(N≥1)P型MOS晶体管相互串联连接时，也就是，在这些P型MOS晶体管之间建立二极管连接时，升压电压Vph被设置为((N+1)×Vref+Vbase)，以便升压电压Vph的压敏可以通过基准电压切换信号Vswbs和外部电压应用信号Vswext任意设置。

如上所述，根据第二实施例的电压产生电路，可以获得与第一实施例相同的效果，同时根据基准电压切换信号Vswbs和外部电压应用信号Vswext，将基准电压Vbase切换到电源电压Vdd、地电压Vss、外部应用电压Vppx等电压。因此，升压电压Vph的压敏可以任意切换，像切换到((N+1)×Vref+Vdd：N≥1)、((N+1)×Vref+Vss：N≥1)或((N+1)×Vref+Vppex：N≥1)等。

因此，即使当用于优化电路特性的升压电压的压敏根据操作模式例如数据删除、数据写、数据读等以及电路本身像非易失性半导体存储设备而变化时，升压电压的压敏可以按需要切换，以便可以增强电路特性。

此外，多个压敏升压电压相互切换，并提供一个切换电压给所述电路，从而可以减少电路面积。

进一步地，可以通过外部电压应用信号Vswext产生取决于外部应用电压并且高于该外部应用电压的电压((N+1)×Vref+Vppex：N≥1)，作为升压电压Vph。因此，当需要对应于升压电压的外部电压来评估非易失性半导体存储装置中的存储器单元特性等时，应用对应于来自衰减器的电源电压的电压就足够了，因而可以消除在应用高电压时的衰减器或装置中发生的电涌断路。

在第二实施例中，作为基准电压应用电路已经描述了图10所示的基准电压应用电路7。但是，这只是一个示例，也可以使用其它基准电压应用电路。

图11说明了被设计以便图10所示的基准电压切换电路71被一反相器电路替代，并且外部电压应用电路72被传输门电路722和723以及用于控制所述传输门电路的反相器电路721替代的基准电压应用电路。

在图12中，可用作基准电压Vbase的电压数通过使用基准电压切换信号Vswbs1、Vswbs2而增加。

此外，除了电源电压Vdd、地电压Vss、和外部应用电压Vpp，由包括电阻117和电阻118的电压分割电路119产生的基准电压被相加作为基准电压Vbase。

基准电压切换电路71a包括N型MOS晶体管120、121和反相器电路123和124。

如果可以实现与上述使用电源电压Vdd、地电压Vss等情况相同的操作，也可以使用用作基准电压的其他电压作为基准电压Vbase。

(第三实施例)

以下将说明根据本发明第三实施例的电压产生电路。图13是表示根据第三实施例的电压产生电路的结构框图。

在图13中，与图9相同的参考标记表示相同或相应的部分。

根据第三实施例的电压产生电路其特征在于：根据第二实施例的电压产生电路配置有一使用电压变化检测电路9的限幅器电路3b，该电压变化检测电路9包括一具有可随设置电压切换信号Vtn1、Vtn2变化的电阻值的电阻电路9、一电流反射镜电路91和控制电压产生电路93。

图14是说明根据第三实施例的电压变化检测电路9的结构的一个例子的电路图。在图14中，91表示一包含P型MOS晶体管124、125、126的电流反射镜电路，92表示一包含P型MOS晶体管127、128、129的电阻部分、用于使各个电阻部分相互短路的P型MOS晶体管、以及用于根据设置电压切换信号在升压电压Vph与地电压之间执行切换操作、并输出所切换的一个电压的电平移位电路130、131，并且93表示一包含二极管连接的P型MOS晶体管134的控制电压产生电路。

接着，将说明根据本发明第三实施例的电压产生电路的操作。

除了电压变化检测电路9之外其他电路的操作与第二实施例相同，只是电压变化检测电路4被电压变化检测电路9替代，因此省略对相同操作的说明。

在电压变化检测电路9中，电平移位电路130和131根据设置电压切换信号Vtr1或Vtri2输出升压电压Vph或地电压，并且P型MOS晶体管132和133根据电平移位电路130和131的输出被设置为导电状态或非导电状态。

因此，电阻电路92的二极管连接晶体管的级数N通过设置电压切换信号Vtri1或Vtri2切换。由于升压电压Vph被设置为((N+1)×Vref+Vbase：N≥1)，因此升压电压Vph可以在保持任意压敏的情况下通过设置电压切换信号Vtri1或Vtri2切换。

如上所述，根据第三实施例的电压产生电路，升压电压Vph的电压电平可以在保持任意压敏的情况下通过设置电压切换信号切换，同时可以获得与第二实施例相同的效果。

因此，多个电压电平的升压电压可以相对于具有各个压敏的升压电压Vph通过使用相同的电路产生，因此可以减少电路面积。

第三实施例与电压变化检测电路9的描述有关。然而，这只是一个示例，也可以使用其它电压变化检测电路。

图15、16是表示其他电压变化检测电路结构的例子的电路图。图15表示电压变化检测电路9a，其构造成图14所示的P型MOS晶体管127、128、129和134被电阻135、136、137、138替代，从而可以实现与图14所示电压变化检测电路相同的操作。

图16表示电压变化检测电路9b，其构造成图14所示的P型MOS晶体管127、128、129和134被电阻135、136、137、138替代，并且进一步配置有一设置电压切换信号Vtri3、一电平移位电路139、一P型MOS晶体管140和一缓冲电路141。

下面将描述图16的电压变化检测电路9b的操作。基于设置电压切换信号Vtri1和Vtri2的电压变化检测电路9b的操作与图14所示的电压变化检测电路9相同，因此省略其说明。

当P型MOS晶体管140在非导电状态下时，电阻135与电阻136之间的电压通过缓冲电路141被应用到P型MOS晶体管126的栅极。随后，当P型MOS晶体管140通过设置电压切换信号Vtri3被设置为导电状态时，电阻135与电阻136之间的电压被设置为与P型MOS晶体管124的漏极电压相同的电压。

另一方面，地电压通过缓冲电路被应用到P型MOS晶体管126的栅极，以便允许P型MOS晶体管125在饱和状态下被驱动。因此，即使当升压电压Vph等于(Vref+Vbase)时，也可以获得高精度的升压电压Vph。

在电压变化检测电路9b中，基于设置电压切换信号，P型MOS晶体管用于抑制在电压变化检测电路的电流反射镜电路中使用的漏极电流的变化的栅极电压在被设置的升压电压Vph等于((N+1)×Vref+Vbase：N≥1)的情况与其等于(Vref+Vbase)的情况之间切换，以便可以在升压电压Vph等于((N+1)×Vref+Vbase：N≥1)与其等于(Vref+Vbase)的两种情况下都可以获得高精度的升压电压Vph，并且可以增加所述升压电压Vph的设置电压的宽度。

(第四实施例)

下面将参照附图来说明根据本发明第四实施例的电压产生电路。图17是表示根据第四实施例的电压产生电路的结构框图。

在图17中，与图13相同的参考标记表示相同或相应的部分。

根据第四实施例的电压产生电路配置有一调节器10，其中钳位电路62被根据第三实施例的电压产生电路中的电平移位电路12替代。

在图17中，10表示一调节器电路，11表示一控制电路，并且12表示一用于根据差分放大器电路61的输出电压Va使升压电路1的升压电压Vph电平移位的电平移位电路。

图18说明根据第四实施例的控制电路11的结构的一个例子。控制电路11包括差分放大器电路61和电平移位电路12，并且142和143表示构成电流反射镜电路的P型MOS晶体管，144表示其漏极电流根据差分放大器电路61的输出电压Va确定的N型MOS晶体管。

接着，将说明根据第四实施例的电压产生电路的操作。除了控制电路11之外的电路的操作与第三实施例相同，只是基于电压变化检测电路9的升压电压Vph的驱动转变成基于电平移位电路12的输出电压Vpl的驱动，并且省略对相同操作部分的描述。

如图18所示，漏极电流通过差分放大器电路61的输出电压Va流入N型MOS晶体管144，所述差分放大器电路61用应用到其中的电源电压Vdd驱动，以便调节P型MOS晶体管142的栅极电压，并且改变P型MOS晶体管l43的漏极电流，从而从升压电压Vph被电平移位的输出电压Vpl被设置到一所需的电压。因此，当N表示电压变化检测电路9的电阻电路92的二极管连接的级数时，所述经电平移位的输出电压Vpl被设置为((N+1)×Vref+Vbase)，Vbase是任意电压值。也可以使用其它控制电路作为控制器11，只要其执行相同的操作。

图19和20说明了控制电路的其他例子。

图19说明了一控制电路11a，其中图18所示的P型MOS晶体管被具有接地的栅极的P型MOS晶体管145替代，并且其实现与图18所示控制电路11相同的操作。

图20说明了一电平移位电路12b，其中图18的电平移位电路12仅由一P型MOS晶体管146构成。它是用于根据以应用到其上的升压电压Vp驱动的差分放大器电路61b的输出电压Va调节漏极电流、并在电平移位电路12b的输出端输出一所需电压Vpl的控制电路11b，并且可以实现与图18所示的控制电路11相同的操作。

除了图18、19和20所示的结构外也可以使用其它结构，只要它们可以实现与图18的控制电路11相同的操作。

(第五实施例)

下面将参照附图来说明根据本发明第五实施例的电压产生电路。图21是说明根据第五实施例的电压产生电路的结构框图。

在图21中，与图13相同的参考标记表示相同或相应的部分。

在图21中，13表示一负升压负升压电路，其用电源电压Vdd驱动并产生比地电压低的电压，14表示一负限幅器电路，15表示一电压变化检测电路，16表示一电流反射镜电路，17表示一电阻电路，19表示一基准电压应用电路，20表示一控制电路，并且21表示一钳位电路。

接着，将说明根据第五实施例的电压产生电路的操作。当由负升压电路13产生低于地电压的电压时，在基准电压Vbase与负升压电压Vnh之间出现电位差(Vbase-Vnh)。该电位差(Vbase-Vnh)通过电流反射镜电路16和电阻电路17被转换成电流。对应于流入电阻电路17的电流的基准电流由电流反射镜电路16产生，然后流入控制电压产生电路18以产生对应于地电压基准值的控制电压Vfd。提前产生的基准电压Vref和控制电压Vfd在差分放大器电路61中相互比较，以控制钳位电路21并设置负升压电压Vnh到一所需的电压。

图22是表示根据第五实施例的电压产生电路的电压变化检测电路15的结构的一个例子的电路图。146、147、149、150、151、156中每一个都由P型MOS晶体管构成。假设P型MOS晶体管146、147、149、150、151、156具有相同的尺寸。

在电压变化检测电路15中，148表示一P型MOS晶体管，用于抑制P型MOS晶体管147的漏极电压的变化，152、153分别表示用于使二极管连接的P型MOS晶体管150、151短路的N型MOS晶体管154、155，并且154、155分别表示用于根据设置电压切换信号在电源电压与负升压电压Vnh之间执行切换操作、并输出所切换的一个电压的电平移位电路。

在基准电压Vbase与负升压电压Vnh之间出现的电位差(Vbase-Vnh)被分给P型MOS晶体管146、149、150、151，并且每个所分的电压Vgs都等于(Vbase-Vnh)/(四级二极管连接)。通过电流反射镜电路16使对应于Vgs的电流流入P型MOS晶体管156，从而产生用作地电压基准值的控制电压Vfd(＝Vgs)。

提前产生的基准电压Vref和控制电压Vfd在差分放大器电路61中相互比较以控制钳位电路21，并设置负升压电压Vnh到一所需的电压。以这种设置，Vref等于Vfd。因此，满足Vref＝((Vbase-Vnh)/(四级二极管连接)，并且负升压电压Vnh被设置为电压((Vbase-四级二极管连接)×Vref)。

因此，当N级(N≥1)P型MOS晶体管相互串联连接在电阻电路17中时，负升压电压Vnh被设置为(Vbase-(N+1)×Vref)。

通过设置设置电压切换信号Vtri1和Vtri2，P型MOS晶体管150或151的漏极和源极可以相互短路，并且负升压电压Vnh的电压电平可以被切换，而不管任何基准电压Vbase如何。

图23是说明根据第五实施例的电压产生电路的控制电路20的结构的一个例子的电路图。

在图23中，157表示一P型MOS晶体管，其中对应于差分放大器电路61的输出电压Va的漏极电流流过，158表示一N型MOS晶体管，用于产生对应于P型MOS晶体管157的漏极电流的Vgs，并且159表示一N型MOS晶体管，用作当N型MOS晶体管158的Vgs被应用到N型MOS晶体管159时提取负升压电压Vnh到地电压。

提前产生的基准电压和控制电压Vfd在用电源电压驱动的差分放大器电路61中相互比较，并且对应于差分放大器电路61的输出电压Va的漏极电流流入P型MOS晶体管157，以便通过N型MOS晶体管159调节从负升压电压向地电压提取的电流量，并且将负升压电压Vnh设置到一所需的电压。

也可以使用其它控制电路作为第五实施例的控制电路，只要其可以实现相同的操作。

图24表示控制电路的另一个例子。图24所示的控制电路被构造，以便通过以应用到其上的电源电压驱动的差分放大器电路61被提供有电源电压Vdd和负升压电压Vnh、并比较控制电压Vfd与基准电压Vref的差分放大器电路61b替代，并且钳位电路21被包括一N型MOS晶体管160的钳位电路21b替代。以此结构，可以获得与图23相同的负升压电压。此外，图25说明了第五实施例的基准电压应用电路19。

在图19中，切换基准电压切换信号Vswbs1、Vswbs2以控制N型MOS晶体管120、121和反相器电路123、124，从而通过电源电压Vdd、基准电压Vref和包括电阻117和电阻118的电压分割电路119切换产生的基准电压作为基准电压Vbase。在低阻抗级下输出基准电压Vref，以便通过电压跟随器(follower)电路161应用。

用于控制传输门电路722和723的反相器电路721由外部应用电压切换信号控制，以执行基准电压与外部应用电压Vppex之间的切换操作，从而可以取得具有多个压敏特性的负升压电压Vnh。

也可以使用能够执行相同操作的其他基准电压作为基准电压Vbase。

如上所述，根据第五实施例的电压产生电路配置有具有电流反射镜电路146、电阻电路17和控制电压产生电路18的电压变化检测电路15，因此可以取得取决于任何基准电压Vbase的高精度负升压电压Vnh(＝Vbase-(N+1)×Vref：N≥1)。

此外，可以通过电压变化检测电路减少假定负升压电压Vnh固定的电流脉冲，从而可以减少负升压电压Vnh的电流损耗。

(第六实施例)

下面将参照附图来说明根据本发明第六实施例的电压产生电路。图26是表示根据第六实施例的电压产生电路的结构框图。

在图26中，与图21相同的附图标记表示相同或相应的部分。

根据第六实施例的电压产生电路是一个具有负调节器的电压产生电路，其中钳位电路21被如上所述根据第五实施例的电压产生电路的电平移位电路24替代。

在图26中，22表示一负调节器电路，23表示一控制电路，并且24表示根据差分放大器电路61的输出电压Va使负升压电路13的负升压电压Vnh电平移位并输出该输出电压Vnh。

图27表示本发明第六实施例的控制电路23的结构的一个例子。控制电路23包括一差分放大器电路61和一电平移位电路24。162表示一P型MOS晶体管，其由差分放大器电路的输出电压Va控制以确定漏极电流，163表示一用于产生具有P型MOS晶体管162的漏极电流的Vgs的N型MOS晶体管，并且当提供N型MOS晶体管163的栅极电压时，164调节漏极电流，并设置电平移位电路的输出电压Vnl到一所需的电压电平。

接着，将说明根据第六实施例的电压产生电路的操作。

与此结构相关的操作除了控制电路23之外与第五实施例相同，只是基于电压变化检测电路15的负升压电压Vnh的驱动被转变成基于电平移位电路的输出电压Vnl的驱动，以下说明中省略对相同操作部分的描述。

如图27所示，由差分放大器电路61的输出电压Va使P型MOS晶体管162的漏极电流流过，所述差分放大器电路61通过应用到其上的电源电压Vdd和地电压Vss来驱动，从而调节N型MOS晶体管163的栅极电压，改变N型MOS晶体管164的漏极电流，并且从负升压电压Vnh经电平移位的输出电压Vnl被设置到一个所需的电压。

因此当电压变化检测电路15的电阻电路17的二极管连接级数等于N时，经电平移位的输出电压Vnl被设置为(＝Vbase-(N+1)×Vref：N≥1)。Vbase表示任意基准电压。

在图27中，描述了使用控制电路23的一个例子。然而，也可以使用其它控制电路，只要可以实现相同的操作。

图28说明了控制电路的另一个例子。图28说明了一种用于通过差分放大器电路61b的输出电压Va调节N型MOS晶体管的漏极电流，并在电平移位电路24b的输出端输出一所需电压Vnl的控制电路23b，其中差分放大器电路61b通过图27中应用到其上的负升压电压Vnh驱动。控制电路23b可以实现与图27的控制电路23相同的操作。

该电路结构并不限于以上结构，只要与图27中的控制电路23实现相同的操作。

(第七实施例)

下面将参照附图来说明根据本发明第七实施例的电压产生电路。

图29是说明根据第七实施例的电压产生电路的结构框图。在图29中，1表示一用于产生不小于电源电压的电压的升压电路，2表示一用于从电源电压产生一基准电压的基准电压产生电路，3b表示一限幅器电路，6表示一控制电路，61表示一用于比较控制电压和基准电压的差分放大器电路，62表示一用于根据差分放大器电路的输出电压设置升压电压Vph到一所需电压的钳位电路，7表示一基准电压应用电路，8表示一用于应用外部电压的衰减器，9表示一电压变化检测电路，91表示一电流反射镜电路，92表示一电阻电路，93表示一控制电压产生电路，13表示一用于产生低于地电压的电压的负升压电路，15表示一电压变化检测电路，16表示一电流反射镜电路，17表示一电阻电路，18表示一控制电压产生电路，19表示一基准电压产生电路，20表示一控制电路，并且21表示一钳位电路。

与图13和21相同的部分表示相同或相应的部分，并且省略对此部分的描述。

下面，将描述根据本发明第七实施例的电压产生电路的操作。通过基准电压电路2产生一基准电压Vref，并且限幅器电路3b和负限幅器电路14基于基准电压Vref产生依赖于任意基准电压Vbase例如电源电压Vdd、外部应用电压Vppex等的升压电压Vph、负升压电压Vnh。除了以上所述外的电压产生电路的驱动操作与第五实施例相同，因此省略其描述。

如上所述，根据本发明第七实施例的电压产生电路，与第三实施例和第五实施例具有相同效果的电路可以配置在一个衬底上，并且这些电路可以以基准电压Vref操作，使得限幅器电路和负限幅器电路可以由一个基准电压产生电路驱动，并且与分别配置基准电压产生电路的情形相比，可以减少电路面积。

当需要一取决于外部应用电压的电压时，可以通过应用对应于电源电压的外部应用电压Vppex到限幅器电路和负限幅器电路来产生取决于该外部应用电压Vppex的升压电压Vph和负升压电压Vnh。

(第八实施例)

下面将参照附图来说明根据本发明第八实施例的电压产生电路。图30是说明根据第八实施例的电压产生电路的结构框图。

在图30中，1表示一用于产生不小于电源电压的电压的升压电路，2表示一用于从电源电压产生一基准电压的基准电压产生电路，3b表示一限幅器电路，6表示一控制电路，61表示一用于比较控制电压和基准电压的差分放大器电路，62表示一用于根据差分放大器电路的输出电压设置升压电压Vph到一所需电压的钳位电路，7表示一基准电压应用电路，8表示一用于应用外部电压的衰减器，9表示一电压变化检测电路，91表示一电流反射镜(mirror)电路，92表示一电阻电路，93表示一控制电压产生电路，13表示一用于产生低于地电压的电压的负升压电路，15表示一电压变化检测电路，16表示一电流反射镜电路，17表示一电阻电路，18表示一控制电压产生电路，19表示一基准电压产生电路，20表示一控制电路，并且21表示一钳位电路，15a表示一电压变化检测电路，16a表示一电流反射镜电路，17a表示一电阻电路，18a表示一控制电压产生电路，19a表示一基准电压产生电路，61d表示一差分放大器电路，25表示一用于电源电压与地电压之间的电压输出的电压输出调节器电路，21表示一钳位电路，并且26表示一电平移位电路。

与图13和21相同的部分表示相同或相应的部分，并且省略对此部分的描述。

下面，将描述根据本发明第八实施例的电压产生电路的操作。

用于电源电压与地电压之间的电压输出的电压输出调节器电路25被如下构造：图26的负调节电路22的电平移位电路24的输入电压从负升压电路的输出电压Vnh改变到地电压，并且它是可以输出电源与地之间的电压的一个电路，该电压取决于由基准电压应用电路切换的基准电压Vbase。其操作的详细描述在此省略。

基准电压Vref提前由基准电压电路2产生，并且限幅器电路3b、负限幅器电路14和调节器电路25基于基准电压Vref产生取决于任意基准电压Vbase例如电源电压Vdd、外部应用电压Vppex等的升压电压Vph、负升压电压Vnh。除了以上所述之外的电压产生电路的驱动操作与第三实施例和第五实施例相同，在此省略其说明。

如上所述，根据第八实施例的电压产生电路，所有取决于任意基准电压Vbase的升压电压、负升压电压以及电源电压与地电压之间的电压都可以由一个基准电压产生电路产生，与分别配置基准电压产生电路的情形相比可以减少电路面积。

正如详细描述的，根据本发明，具有电流反射镜电路、电阻电路和控制电压产生电路的电压变化检测电路被配置作为限幅器电路和调节器电路的组成元件，以从升压电压Vph产生控制电压Vfd并比较控制电压Vfd和基准电压Vref，以便可以获得取决于电源电压Vdd的高精度正向升压电压Vph。

此外，用电源电压Vdd驱动的差分放大器电路被配置作为限幅器电路和调节器电路的组成元件。因此，可以减小由升压电压Vph消耗的电流，因此可以减少电源电压Vdd被升压电路白白损耗。

在作为限幅器电路和调节器电路的组成元件的电压变化检测电路中，用于实现电流基准值的P型MOS晶体管的漏极电压的变化可以通过将电阻电路的任意端电压应用到串联连接于用于实现电流反射镜的电流基准值的P型MOS晶体管的P型MOS晶体管的栅极来抑制，从而使得可以获得高精度的升压电压Vph，其不取决于升压电压Vph的电压电平、而是基于电源电压Vdd。

用在电压变化检测电路的电流反射镜电路中以抑制漏极电压变化的P型MOS晶体管的栅极电压在被设置电压切换信号设置的升压电压Vph等于((N+1)×Vref+Vbase：N≥1)的情况与升压电压Vph等于(Vref+Vbase)的情况之间切换，以便可以在升压电压Vph等于((N+1)×Vref+Vbase：N≥1)以及升压电压Vph等于(Vref+Vbase)两种情况下都可以获得高精度的升压电压Vph，并且可以提高升压电压Vph设置电压的宽度。

此外，升压电压Vph的压敏(voltage dependence)可以通过基准电压切换信号Vswbs任意切换到电源压敏((N+1)×Vref+Vbase：N≥1)、地压敏((N+1)×Vref+Vbase：N≥)等。

因此，当用于优化电路特性的升压电压Vph的压敏根据操作模式例如数据删除、数据写、数据读等以及像非易失性半导体存储设备的电路变化时，升压电压Vph的压敏可以在必要时被切换和提供，以便可以增强电路特性。

此外，具有多压敏特性的升压电压Vph在由相同电路切换时可以被提供给各电路。因此，可以减少电路面积。

更进一步地，取决于外部应用电压并高于外部应用电压Vppex的电压((N+1)×Vref+Vbase：N≥1)可以通过外部电压应用信号Vswext产生作为升压电压Vph。

因此，即使当需要对应于升压电压的外部电压以评估非易失性半导体存储设备等中的存储器单元的特性时，应用对应于来自衰减器的电源电压的电压就足够了。因此，在衰减器以及在应用高电压下的设备中发生的电涌断路可以得到抑制。

此外，当输出升压电压同时切换多个压敏特性时，具有各个压敏特性的升压电压Vph的电压电平可以通过在切换具有各个压敏特性的升压电压的电压电平时使用相同的电路来设置。因此，可以减少电路面积。

更进一步地，在负限幅器电路和负调节器电路中，可以通过提供具有电流反射镜电路、电阻电路和控制电压产生电路的电压变化检测电路获得取决于任意基准电压Vbase的高精度负升压电压Vnh(＝Vbase-(N+1)×Vref：N≥1)。

更进一步地，在负限幅器电路和负调节器电路中，在其中固定消耗的负升压电压Vnh的电流路径通过电压变化检测电路减少，以便负升压电压Vnh的电流损耗可以减少。

更进一步地，限幅器电路和负限幅器电路可以配置在一个衬底上，并且所述两个电路都可以以基准电压Vref来工作，以便限幅器电路和负限幅器电路可以通过一个基准电压产生电路操作，同时与分别配置基准电压产生电路的情形相比可以减少电路面积。

在限幅器电路和负限幅器电路都配置在一个衬底上的情况下，当需要一取决于外部应用电压的电压时，可以通过应用对应于电源电压的外部应用电压Vppex到限幅器电路和负限幅器电路来产生取决于该外部应用电压Vppex的升压电压Vph和负升压电压Vnh。因此，可以减少电压产生电路的面积。

此外，在用于产生电源电压与地电压之间的电压同时减少该电压的调节器电路中，可以通过提供具有电流反射镜电路、电阻电路和控制电压产生电路的电压变化检测电路来获得取决于任意基准电压Vbase的高精度下降电压Vdm(＝Vbase-(N+1)×Vref；N≥1)。

在具有配置有电流反射镜电路、电阻电路和控制电压产生电路的电压变化检测电路并产生升压电压的限幅器电路、用于产生负升压电压的负升压电路、以及用于产生电源电压与地电压之间的电压的调节器电路中，所有取决于任意基准电压Vbase的升压电压和负升压电压，以及在电源电压与地电压之间的下降电压都可以通过一个基准电压产生，与分别配置基准电压产生电路的情形相比，可以减少电路面积。

Claims (47)

1.一电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生一基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，包括：

电压变化检测电路，具有与升压电路的输出连接的第一输入端，与电源连接的第二输入端，以及与地连接的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；

差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；以及

钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

2.一电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生一基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，包括：

基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号在电源电压和地电压之间执行切换操作；

电压变化检测电路，具有与升压电路的输出连接的第一输入端，与基准电压切换电路的输出连接的第二输入端，以及与地连接的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；

差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；

钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

3.一电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生一基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，包括：

外部电压应用电路，用于在外部应用的电压和电源电压之间执行切换操作，并输出经切换的电压；

电压变化检测电路，具有与升压电路的输出相连接的第一输入端，与基准电压切换电路相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；

差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；

钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

4.一电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生一基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：

电压变化检测电路，具有与升压电路的输出相连的第一输入端，与电源相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；

第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，在第一输入端和地电压之间执行切换操作，并输出经切换的电压；

第二切换装置，连接在第一输入端和第二输入端两个端子之间，并根据第一切换装置的输出电压在第一输入端和第二输入端之间切换电位差；

差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；

钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

5.一电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生一基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，包括：

电压变化检测电路，具有与升压电路的输出相连的第一输入端，与电源相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，由应用到第四输入端的电压产生基准电流，以便将常数电流比保持为由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流，并使基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；

第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，在第一输入端和地电压之间执行切换操作，并输出经切换的电压；

第二切换装置，连接在第一输入端和第二输入端两个端子之间，并且根据第一切换装置的输出电压在第一输入端和第二输入端之间切换电位差；

第三切换装置，与第一切换装置的输出连接，根据所述设置电压切换信号在第一输入端与第二输入端或地电压之间切换任何电压，并将切换结果应用到第四输入端；

差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；

钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从升压电路的输出提取电流，以控制升压电路的输出电压。

6.根据权利要求1至5中任何一个所述的电压产生电路，其中所述钳位电路具有第一导电类型的晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，栅极连接到差分放大器的输出，漏极连接到电源或地，并且差分放大器电路被提供有升压电路的输出电压、对控制电压和基准电压进行比较，并且根据升压电路的输出执行差分放大。

7.根据权利要求1至5中任何一个所述的电压产生电路，其中所述钳位电路包括：第一导电类型的第一晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，并且栅极和漏极连接到第一端子；第一导电类型的第二晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，栅极连接到第一端子，并且漏极连接到电源或地；第二导电类型的晶体管，连接在第一端子与地之间，其栅极连接到差分放大器电路的输出，并且所述差分放大器电路被提供有升压电路的输出电压、对控制电压和基准电压进行比较，并且根据电源电压执行差分放大。

8.一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，其特征在于包括：

电平移位电路，用于接收升压电路的输出电压，以将电压进行电平移位，并且输出经电平移位的电压；

电压变化检测电路，具有与电平移位电路的输出相连的第一输入端，与电源相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；以及

差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较，以控制电平移位电路，并且输出所需电压作为电平移位电路的输出。

9.根据权利要求8所述的电压产生电路，进一步包括：

第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，在第一输入端和地电压之间执行切换操作，并输出经切换的电压；和

第二切换装置，连接在第一输入端和第二输入端之间，用于根据第一切换装置的输出电压在第一输入端和第二输入端之间切换电位差。

10.根据权利要求8所述的电压产生电路，进一步包括：

电压变化检测电路，具有与电平移位电路的输出相连的第一输入端，与电源相连的第二输入端，与地相连的第三输入端以及第四输入端，由应用于第四输入端的电压产生基准电流，以便保持常数电流比为由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流，并使基准电流流入第三输入端，以在第一输出端产生控制电压；

第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，在第一输入端和地电压之间执行切换操作，并输出经切换的电压；

第二切换装置，连接在第一输入端和第二输入端之间，用于根据第一切换装置的输出电压在第一输入端和第二输入端之间切换电位差；

第三切换装置，连接到第一切换装置的输出，用于切换到第一输入端与第二输入端或地电压之间的任何电压，并将该切换的电压应用到第四输入端。

11.根据权利要求8至10中任何一个所述的电压产生电路，其中该电平移位具有第一导电类型的晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，栅极连接到差分放大器电路的输出，并且漏极连接到电平移位电路的输出，所述差分放大器电路被提供有升压电路的输出电压、对控制电压和基准电压进行比较，并且根据升压电路的输出执行差分放大。

12.根据权利要求8至10中任何一个所述的电压产生电路，其中电平移位电路包括：

第一导电类型的第一晶体管，该晶体管源极连接到升压电路的输出，栅极和漏极连接到第一端子；

第一导电类型的第二晶体管，其源极连接到升压电路的输出，栅极连接到第一端子，漏极连接到电平移位电路的输出；以及

第二导电类型的晶体管，连接在第一端子之间，其栅极连接到差分放大器电路的输出，所述差分放大器电路被提供有电源电压，对控制电压和基准电压进行比较，并且根据电源电压执行差分放大。

13.根据权利要求4、5、11和12中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号，在电源电压和地电压之间执行切换操作，

其中第二输入连接到基准电压切换电路的输出。

14.根据权利要求4、5、11和12中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

基准电压产生电路，用于根据电源电压产生基准电压；以及基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号在电源电压或地电压与基准电压之间执行切换操作，

其中第二输入端连接到基准电压切换电路的输出。

15.根据权利要求1、4、5、11和12中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

基准电压产生电路，用于根据电源电压产生基准电压，以及

基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号，选择电源电压、地电压和基准电压中的任何一个，

其中第二输入端连接到基准电压切换电路的输出。

16.根据权利要求4、5、11和12中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

外部电压应用电路，用于根据外部电压应用信号，在外部电压和电源电压之间执行切换操作，并且输出经切换的电压，

其中第二输入端连接到外部电压应用电路的输出。

17.根据权利要求1、4、5、11和12中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：外部电压应用电路，用于根据外部电压应用信号，在外部电压和地电压之间执行切换操作，并且输出经切换的电压，其中第二输入端连接到外部电压应用电路的输出。

18.根据权利要求1、4、5、11和12中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

基准电压产生电路，用于根据电源电压产生基准电压，以及

外部电压应用电路，用于根据外部电压应用信号，在外部应用电压和基准电压之间执行切换操作，并且输出经切换的电压，

其中第二输入端连接到外部电压应用电路的输出。

19.根据权利要求2、3、14和15中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

外部电压应用电路，用于接收外部应用电压和基准电压切换电路的输出电压，并且根据外部电压应用信号，切换和输出该输出电压，

其中第二输入端连接到外部电压应用电路的输出。

20.一种电压产生电路，具有用于利用电源电压产生低于地电压的电压的负升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，包括：

电压变化检测电路，具有与电源连接的第一输入端，与负升压电路的输出连接的第二输入端，以及与地连接的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；

差分放大器电路，用于对所述控制电压和基准电压进行比较；以及

钳位电路，用于根据差分放大器电路的输出，从负升压电路的输出提取电流，以控制负升压电路的输出电压。

21.根据权利要求20所述的电压产生电路，其中所述钳位电路包括第二导电类型的晶体管，具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极连接到差分放大器电路的输出，并且漏极连接到电源或地，所述差分放大器电路被提供有电源电压和负升压电路的输出电压，对控制电压和基准电压相互比较，并且根据电源电压和负升压电路的输出电压执行差分放大。

22.根据权利要求20所述的电压产生电路，其中所述钳位电路包括：

第二导电类型的第一晶体管，具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极和漏极都连接到第一端子；

第二导电类型的第二晶体管，具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底；以及

第一导电类型的晶体管，连接在电源和第一端子之间，其栅极连接到差分放大器电路的输出，并且所述差分放大器电路被提供有电源电压和地电压，对控制电压和基准电压进行相互比较，并且根据电源电压和地电压执行差分放大。

23.一种电压产生电路，具有用于利用电源电压产生低于地电压的电压的负升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据该基准电压产生所需的电压，包括：

电平移位电路，用于接收负升压电路的输出电压，并且输出经电平移位的电压；

电压变化检测电路，具有与电源连接的第一输入端，与负升压电路的输出相连的第二输入端，以及与地相连的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；以及

差分放大器电路，用于对控制电压和基准电压进行比较，以控制电平移位电路，并且在该电平移位电路的输出端输出所需的负电压。

24.一种电压产生电路，具有用于产生基准电压的基准电压产生电路，以及用于根据基准电压产生所需电压的电压产生电路，包括：

电平移位电路，用于接收地电压并输出经电平移位的电压；

电压变化检测电路，具有与电源连接的第一输入端，与负升压电路的输出连接的第二输入端，以及与地连接的第三输入端，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流流入第三输入端，从而在第一输出端产生控制电压；以及

差分放大器电路，具有对控制电压和基准电压进行比较、以控制电平移位电路的装置，以便从电平移位电路的输出端输出从所需电源电压下降的电压。

25.根据权利要求23所述的电压产生电路，其中该电平移位电路具有第二导电类型的晶体管，该晶体管具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极连接到差分放大器电路的输出，并且漏极连接到电平移位电路的输出，所述差分放大器电路被提供有电源电压和负升压电路的输出电压，对控制电压和基准电压进行比较，并且根据电源电压和负升压电路的输出电压执行差分放大。

26.根据权利要求23所述的电压产生电路，其中该电平移位电路包括：

第二导电类型的第一晶体管，该晶体管具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极和漏极都连接到第一端子，

第二导电类型的第二晶体管，该晶体管具有连接到负升压电路的输出的源极和衬底，其栅极连接到第一端子，并且漏极连接到电平移位电路的输出，以及

第一导电类型的晶体管，连接在电源和第一端子之间，其栅极连接到差分放大器电路的输出，

其中所述差分放大器电路被提供有电源电压和地电压，对控制电压和基准电压进行比较，并且根据电源电压和地电压执行差分放大。

27.根据权利要求20至26中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

第一切换装置，用于接收一设置电压切换信号，并且在电源电压和第二输入端的电压之间执行切换操作，并且输出经切换的电压；以及

第二切换装置，连接到第一输入端和第二输入端之间的两个端子之间，并且根据第一切换装置的输出切换第一输入端和第二输入端之间的电位差。

28.根据权利要求20至27中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

基准电压切换电路，用于根据基准电压切换信号，在电源电压、基准电压和由电源电压产生的任何基准电压中的任意两个电压或三个电压之间执行切换操作，

其中第一输入端连接到基准电压切换电路的输出。

29.根据权利要求20至27中任何一个所述的电压产生电路，进一步包括：

外部电压应用电路，具有用于在外部应用电压和电源电压、基准电压或由电源电压产生的任何基准电压之间执行切换操作的装置，

其中第一输入端连接到外部电压应用电路的输出。

30.根据权利要求28所述的电压产生电路，进一步包括：

外部电压应用电路，用于接收外部应用电压和基准电压切换电路的输出电压，根据外部电压应用信号，在外部应用电压和基准电压切换电路的输出电压之间执行切换操作，并输出经切换的电压，

其中第一输入端连接到外部电压应用电路的输出。

31.根据权利要求28或29所述的电压产生电路，其中与基准电压具有相同电压电平的电压能够被电压跟随器电路应用。

32.根据权利要求1至4、8、9、20、21，以及24至27中的任何一个所述的电压产生电路，其中电压变化检测电路包括：

电流反射镜电路，具有第一中间节点，连接在第一输入端和第二输入端之间，并且第一输出端连接在第一输入端和第三输入端之间，通过检测在第一中间节点的电压，使等于由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流的基准电流从第一输入端流向第一输出端；

电阻装置，连接在第一中间节点和第二输入端之间；以及

控制电压产生电路，连接在第一输出端和第三输入端之间，并且通过使基准电流流经而在第一输出端产生控制电压。

33.根据权利要求5或10所述的电压产生电路，其中电压变化检测电路包括：

电流反射镜电路，具有第一中间节点，连接在第一输入端和第二输入端之间，并且第一输出端连接在第一输入端和第三输入端之间，通过应用到第四输入端的电压，使被保持为与由第一输入端和第二输入端之间的电位差产生的电流具有固定电流比的基准电流从第一输入端流向第一输出端；

电阻装置，连接在第一中间节点和第二输入端之间；以及

控制电压产生电路，连接在第一输出端和第三输入端之间，并且通过使基准电流流经而在第一输出端产生控制电压。

34.根据权利要求32或33所述的电压产生电路，其中电阻装置具有多个彼此串联在第一中间节点和第二输入端之间的电阻。

35.根据权利要求32或33所述的电压产生电路，其中电阻装置具有多个彼此串联在第一中间节点和第二输入端之间的第一导电类型的第十晶体管，以便栅极和漏极彼此相连，并且衬底和源极彼此相连。

36.根据权利要求32或33所述的电压产生电路，其中控制电压产生电路具有多个彼此串联在第一输出端和第三输入端之间的电阻。

37.根据权利要求32或33所述的电压产生电路，其中控制电压产生电路具有一个或多个彼此串联在第一输出端和第三输入端之间的第一导电类型的第十晶体管，以便栅极和漏极彼此相连，并且源极和衬底彼此相连。

38.根据权利要求32所述的电压产生电路，其中电流反射镜电路包括：

第一导电类型第十一晶体管，具有连接到第一输入端的源极，并且其栅极和漏极连接到第一中间节点；以及

第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第一输出端。

39.根据权利要求32所述的电压产生电路，其中电流反射镜包括：

多个彼此串联在第一输入端和第一中间节点之间的电阻；

第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第一输出端。

40.根据权利要求32所述的电压产生电路，其中电流反射镜电路包括：

第一导电类型第十一晶体管，具有连接到第一输入端的源极，并且其栅极和漏极连接到第一中间节点；

第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第二中间节点；以及

第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第二中间节点的源极，其栅极连接到电阻装置的任何端子，并且漏极连接到第一输出端。

41.根据权利要求32所述的电压产生电路，其中电流反射镜电路包括：

多个彼此串联在第一输入端和第一中间节点之间的电阻；

第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到中间节点，漏极连接到第二中间节点；以及

第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第二中间节点的源极，其栅极连接到电阻装置的任何端子，漏极连接到第一输出端。

42.根据权利要求33所述的电压产生电路，其中电流反射镜电路包括：

第一导电类型第十一晶体管，具有连接到第一输入端的源极，并且其栅极和漏极连接到第一中间节点；

第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第二中间节点；以及

第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第二中间节点的源极，其栅极连接到第四输入端，并且漏极连接到第一输出端。

43.根据权利要求33所述的电压产生电路，其中电流反射镜电路包括：

多个彼此串联在第一输入端和第一中间节点之间的电阻；

第一导电类型第十二晶体管，具有连接到第一输入端的源极，其栅极连接到第一中间节点，并且漏极连接到第二中间节点；

第一导电类型第十三晶体管，具有连接到第二中间节点的源极，其栅极连接到第四输入端，并且漏极连接到第一输出端。

44.一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，用于利用电源电压产生低于地电压的电压的负升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据基准电压产生所需的电压，包括：

第一外部电压应用电路，具有用于根据第一外部电压应用信号，在外部应用电压和电源电压之间执行切换操作的装置；

第一电压变化检测电路，具有连接到升压电路的输出的第十一输入端、连接到第一外部电压应用电路的输出的第十二输入端、以及连接到地的第十三输入端，并且在第一输出端产生第一控制电压；

第一差分放大电路，用于对第一控制电压和基准电压进行比较；

第一钳位电路，用于根据第一差分放大电路的输出控制升压电路的输出电压；

第二外部电压应用电路，具有用于根据第二外部电压应用信号，在外部应用电压和电源电压之间执行切换操作的装置；

第三电压变化检测电路，具有连接到电源的第三十一输入端、连接到负升压电路的输出的第三十二输入端、以及连接到地的第三十三输入端，并且在第三输出端产生第三控制电压；

第三差分放大器电路，用于对第三控制电压和基准电压进行比较；以及

第二钳位电路，用于根据第三差分放大器电路的输出控制负升压电路的输出电压。

45.一种电压产生电路，具有用于产生高于电源电压的电压的升压电路，用于利用电源电压产生低于地电压的电压的负升压电路，以及用于产生基准电压的基准电压产生电路，根据基准电压产生所需的电压，包括：

第一外部电压应用电路，具有用于根据第一外部电压应用信号，在外部应用电压和电源电压之间执行切换操作的装置；

第一电压变化检测电路，具有连接到升压电路的输出的第十一输入端、连接到第一外部电压应用电路的输出的第十二输入端、以及连接到地的第十三输入端，并且在第一输出端产生第一控制电压；

第一差分放大电路，用于对第一控制电压和基准电压进行比较；

第一钳位电路，用于根据第一差分放大电路的输出控制升压电路的输出电压；

第一电平移位电路，用于接收升压电路的输出电压，并输出经电平移位的电压；

第二电压变化检测电路，具有连接到第一电平移位电路的输出的第二十一输入端、连接到电源的第二十二输入端、以及连接到地的第二十三输入端，并且在第二输出端产生第二控制电压；

第二差分放大器电路，具有对第二控制电压和基准电压进行相互比较并且控制第一电平移位电路的装置，以便从第一电平移位电路的输出端输出所需的电压；

第二外部电压应用电路，具有用于根据第二外部电压应用信号，在外部应用电压和电源电压之间执行切换操作的装置；

第三电压变化检测电路，具有连接到电源的第三十一输入端、连接到负升压电路的输出的第三十二输入端、以及连接到地的第三十三输入端，并且在第三输出端产生第三控制电压；

第三差分放大器电路，用于对第三控制电压和基准电压进行比较；

第二钳位电路，用于根据第三差分放大器电路的输出控制负升压电路的输出电压；

第二电平移位电路，用于接收负升压电路的输出电压，并输出经电平移位的电压；

第四电压变化检测电路，具有连接到电源的第四十一输入端、连接到第二电平移位电路的输出的第四十二输入端、以及连接到地的第四十三输入端，并且在第四输出端产生第四控制电压；以及

第四差分放大器电路，具有对第四控制电压和基准电压进行相互比较以及控制第二电平移位电路的装置，以便从第二电平移位电路的输出端输出所需的负电压。

46.根据权利要求44或45所述的电压产生电路，其中基准电压产生电路具有：基准电压产生单元，用于产生基准电压；以及微调电路单元，用于接收微调信号，并且改变基准电压的电压电平，以产生基准电压。

47.根据权利要求44或45所述的电压产生电路，其中基准电压产生电路具有：基准电压产生单元，用于产生基准电压；以及微调电路单元，具有用于接收微调信号并且改变基准电压的电压电平以产生基准电压的装置，并且所述电压产生电路进一步包括：

第三电平移位电路，用于接收地电压，并且输出经电平移位的电压；

第五电压变换检测电路，具有连接到电源的第五十一输入端、连接到第三电平移位电路的输出的第五十二输入端、以及连接到地的第五十三输入端，并且在第五输出端产生第五控制电压；

第五差分放大器电路，用于对第五控制电压和基准电压进行比较，并且控制第三电平移位电路，以便从第三电平移位电路的输出端输出从电源电压与地电压之间的电源电压下降的电压。

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