CN205068214U - 一种电压输出装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电压输出装置，其中，所述装置包括：第一环路电路、第二环路电路和第三环路电路；其中，所述第二环路电路包括第二比较器、射随器；所述第一环路电路产生所述第二比较器的电源电压；所述第三环路电路产生所述第二比较器的输入电压；所述第二比较器使用所述第二比较器的电源电压和所述第二比较器的输入电压，生成基准电压；所述射随器使用所述基准电压和偏置电流产生输出电压；所述输出电压为零至所述电源电压中的任一电压。本实用新型技术方案可以保证电压输出装置的输出电压在零到输入电压之间调节，能够满足闪存芯片内部的存储单元的读写擦操作的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种电压输出装置。
背景技术
对闪存芯片内部的存储单元进行读写擦操作，需要为闪存芯片内部的存储单元提供精准的内部高压。
通常，利用电压输出装置为闪存芯片内部的存储单元提供精准高压，如图1所示，为一种常见的高压控制系统原理图，主要包括电荷泵、分压网络、大稳压电容、比较器和电压选择控制模块组成。分压电压VDIV是由输出高压VOUT经过分压网络分压所得，分压网络可以由电阻网络实现，也可以由其他形式实现，比如二极管串联等。分压网络可以分出由0～VOUT之间的各种电压，由电压选择控制模块选出一个需要的分压电压VDIV，这个分压电压决定了输出电压的大小。要生成不同的输出电压可以通过选择不同的电压作为VDIV输出来实现。
VREF是一个固定的参考电压，一般由带隙基准产生。
EN为电荷泵的使能信号，CLK是电荷泵工作状态所需的时钟。当使能信号EN为高电平时，电荷泵工作，在输出端产生高压VOUT，并推送电流。当使能信号EN为低电平时，电荷泵停止工作，输出高压VOUT维持在大稳压电容上，并通过分压网络缓慢漏电，从而缓慢降低。
当输出高压VOUT低于某预设值时，分压电压VDIV低于参考电压VREF，信号ENB为低电平，使能信号EN是信号ENB的反相信号，此时使能信号EN为高电平，电荷泵处于工作状态；当输出高压VOUT高于某预设值时，分压电压VDIV高于参考电压VREF，信号ENB为高电平，使能信号EN为低电平，电荷泵停止工作，输出电压VOUT稳定在预设值。
常见的高压控制系统具有以下缺点：
1、需要很大的稳压电容来减小纹波。
2、不同的输出电压对应的纹波会有很大差别，难以控制。输出电压越高，纹波越小；输出电压越小，纹波越大。
3、电源电压对纹波影响很大。电源电压越高，纹波越大；电源电压越低，纹波越小。
4、当输出电压需要从较高的电压向较低的电压切换时，建立速度非常慢。
总之，传统的高压控制系统不能满足闪存芯片内部的存储单元的读写擦操作的要求。
实用新型内容
本实用新型提供一种电压输出装置，以解决传统的高压控制系统不能满足闪存芯片内部的存储单元的读写擦操作的要求的问题。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电压输出装置，包括：第一环路电路、第二环路电路和第三环路电路；
其中，所述第二环路电路包括第二比较器、射随器；所述第一环路电路产生所述第二比较器的电源电压；所述第三环路电路产生所述第二比较器的输入电压；所述第二比较器使用所述第二比较器的电源电压和所述第二比较器的输入电压，生成基准电压；所述射随器使用所述基准电压和偏置电流产生输出电压；所述输出电压为零至所述电源电压中的任一电压。
优选地，所述第一环路电路包括：电荷泵和分压网络；所述第三环路电路包括：电压选择控制模块和所述分压网络；
所述电压选择控制模块用于通过所述分压网络将所述电荷泵输出的本地高压分压为第一分压电压；
其中，所述分压网络为电阻网络或二极管串联网络；所述本地高压作为所述第二比较器的电源电压；所述第一分压电压为零至所述本地高压之间的任一电压。
优选地，所述第一环路电路还包括：第一比较器；
所述第一比较器用于将所述第一分压电压与参考电压进行比较，得到第一比较信号；
其中，所述第一比较信号为所述电荷泵的使能信号的反相信号。
优选地，所述电压选择控制模块还用于通过所述分压网络将所述电荷泵输出的本地高压分压为第二分压电压；
其中，所述第二分压电压作为所述第二比较器的输入电压。
优选地，所述输出电压等于所述第二分压电压。
与现有技术相比，本实用新型包括以下优点：
在传统的电压输出装置中增加第二环路和第三环路，第二环路电路包括第二比较器、射随器；电荷泵的输出高压作为第二比较器的电源电压；第三环路电路产生第二比较器的输入电压；第二比较器使用电源电压和输入电压，生成基准电压；射随器使用基准电压和偏置电流产生输出电压；得到的输出电压为零至电源电压中的任一电压。可以保证电压输出装置的输出电压在零到输入电压之间调节，能够满足闪存芯片内部的存储单元的读写擦操作的要求。
附图说明
图1是背景技术中的一种高压控制系统原理图；
图2是本实用新型实施例一中的一种电压输出装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本实用新型提供的一种电压输出装置。
实施例一
本实用新型实施例一提供了一种电压输出装置。
参照图2，示出了本实用新型实施例一中的一种电压输出装置的结构示意图。
所述电压输出装置可以包括三个环路电路，分别为：第一环路电路(环路1)、第二环路电路(环路2)和第三环路电路(环路3)。所述三个环路电路中可以包括两个比较器，分别为：第一比较器(比较器1)和第二比较器(比较器2)，其中，比较器1位于第一环路电路中，比较器2位于所述第二环路电路中。
比较器2的输入电压允许从地到电源电压，输出电压允许从地到电源电压。
所述第二环路电路除了包括比较器2外，还可以包括射随器。
所述第一环路电路可以产生所述比较器2的电源电压VH。
所述第三环路电路可以产生所述比较器2的输入电压VOR。
所述比较器2可以使用所述比较器2的电源电压VH和所述比较器2的输入电压VOR，生成基准电压VREG。
所述射随器可以使用所述基准电压VREG和偏置电流Ibias产生输出电压VOUT作为所述电压输出装置的输出电压VOUT；所述输出电压VOUT可以为零至所述电源电压VH中的任一电压。
优选地，所述第一环路电路可以包括：电荷泵、分压网络和第一比较器(比较器1)。
优选地，所述第三环路电路可以包括：电压选择控制模块和所述分压网络。
即所述第一环路电路和所述第二环路电路公用所述分压网络。
其中，所述电压选择控制模块可以用于通过所述分压网络将所述电荷泵输出的本地高压VH分压为第一分压电压VDIV。
优选地，所述分压网络可以为电阻网络或二极管串联网络；所述本地高压VH可以作为所述比较器2的电源电压VH；所述第一分压电压VDIV可以为零至所述本地高压VH之间的任一电压。
优选地，所述第一比较器可以用于将所述第一分压电压VDIV与参考电压VREF进行比较，得到第一比较信号ENB。
其中，所述第一比较信号ENB可以为所述电荷泵的使能信号EN的反相信号。
优选地，所述电压选择控制模块还可以用于通过所述分压网络将所述电荷泵输出的本地高压VH分压为第二分压电压VOR。
其中，所述第二分压电压VOR可以作为所述比较器2的输入电压。
优选地，所述输出电压VOUT可以等于所述第二分压电压VOR。
上述第一分压电压VDIV是由上述本地高压VH分压所得，分压网络可以由电阻网络实现，也可以由别的方法实现，比如二极管串联等。分压网络可以分出由0～VH之间的各种电压，由电压选择控制模块选出一个需要的电压VDIV，这个电压VDIV决定了输出电压VOUT的大小。要生成不同的输出电压VOUT可以通过选择不同的电压作为VDIV输出来实现。
参考电压VREF可以是一个固定的参考电压，一般由带隙基准产生。
CLK表示电荷泵工作状态所需的时钟信号。当电荷泵的使能信号EN为高电平时，电荷泵工作，在输出端产生本地高压VH，并推送电流。当电荷泵的使能信号EN为低电平时，电荷泵停止工作，输出的本地高压VH维持在大稳压电容C1上，并通过分压网络缓慢漏电，从而缓慢降低。
当本地高压VH低于预设值时，第一分压电压VDIV低于参考电压VREF，第一比较信号ENB为低电平，电荷泵的使能信号EN是第一比较信号ENB的反相信号，此时为高电平，电荷泵处于工作状态；当本地高压VH高于预设值时，第一分压电压VDIV高于参考电压VREF，第一比较信号ENB为高电平，电荷泵的使能信号EN为低电平，电荷泵停止工作，本地高压VH稳定在预设值。
其中，需要强调的是：
1、电荷泵直接输出的电压不是最终的输出电压，而是作为一个本地高压，命名为VH。
2、由于本地高压VH不是最终输出电压，只是一个本地高压，所以大稳压电容C1可以根据实际需要调整。
3、分压网络除输出第一分压电压VDIV之外还需要输出一个第二分压电压VOR，第二分压电压VOR由电压选择控制模块从分压网络输出的众多电压中选择产生。
输出电压VOUT可以由一个射随器产生。通过环路2和环路3，使输出电压VOUT等于第二分压电压VOR。第二分压电压VOR是一个纹波比较大的电压，通过调整比较器2的带宽，可以得到纹波较小的电压VREG，从而控制输出电压VOUT的纹波在一个很小的范围。其中，输出缓冲电容C2可以根据实际情况设定，不需要很大。
所述电压输出装置可以通过比较器2对输出电压VOUT的电压进行调节。本实用新型实施例具有以下优点：
1、所有的输出电压的纹波的一致性都比较好。
2、输出电压纹波受电源电压影响比较小。
3、不需要特大电容在输出端稳压，可以节省芯片面积。
4、由于输出电容比较小，当输出电压由高向低切换时，建立速度也提高很多。
综上所述，本实用新型实施例中的技术方案在传统的电压输出装置中增加第二环路和第三环路，第二环路电路包括第二比较器、射随器；电荷泵的输出高压作为第二比较器的电源电压；第三环路电路产生第二比较器的输入电压；第二比较器使用电源电压和输入电压，生成基准电压；射随器使用基准电压和偏置电流产生输出电压；得到的输出电压为零至电源电压中的任一电压。可以保证电压输出装置的输出电压在零到输入电压之间调节，能够满足闪存芯片内部的存储单元的读写擦操作的要求。
本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本实用新型所必须的。
本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
以上对本实用新型实施例所提供的一种电压输出装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (5)
1.一种电压输出装置，其特征在于，包括：第一环路电路、第二环路电路和第三环路电路；
其中，所述第二环路电路包括第二比较器、射随器；所述第一环路电路产生所述第二比较器的电源电压；所述第三环路电路产生所述第二比较器的输入电压；所述第二比较器使用所述第二比较器的电源电压和所述第二比较器的输入电压，生成基准电压；所述射随器使用所述基准电压和偏置电流产生输出电压；所述输出电压为零至所述电源电压中的任一电压。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一环路电路包括：电荷泵和分压网络；所述第三环路电路包括：电压选择控制模块和所述分压网络；
所述电压选择控制模块用于通过所述分压网络将所述电荷泵输出的本地高压分压为第一分压电压；
其中，所述分压网络为电阻网络或二极管串联网络；所述本地高压作为所述第二比较器的电源电压；所述第一分压电压为零至所述本地高压之间的任一电压。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一环路电路还包括：第一比较器；
所述第一比较器用于将所述第一分压电压与参考电压进行比较，得到第一比较信号；
其中，所述第一比较信号为所述电荷泵的使能信号的反相信号。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电压选择控制模块还用于通过所述分压网络将所述电荷泵输出的本地高压分压为第二分压电压；
其中，所述第二分压电压作为所述第二比较器的输入电压。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述输出电压等于所述第二分压电压。
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Cited By (1)
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| CN105097038A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-11-25 | 北京兆易创新科技股份有限公司 | 一种电压输出方法和装置 |
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2015
- 2015-06-23 CN CN201520436004.4U patent/CN205068214U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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| CN105097038B (zh) * | 2015-06-23 | 2023-06-27 | 兆易创新科技集团股份有限公司 | 一种电压输出方法和装置 |
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