DE60315332T2

DE60315332T2 - Variable ladungspumpschaltung mit dynamischer last

Info

Publication number: DE60315332T2
Application number: DE60315332T
Authority: DE
Inventors: Lorenzo Bedarida; Simone Bartoli; Stefano Sivero
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: TWI239437B; WO2004040767A3; CN1689216A; NO20052473L; US20040080360A1; WO2004040767A2; AU2003279734A8; CA2501564A1; KR20050061549A; EP1559186B1; ITMI20022268A1; JP2006504387A; EP1559186A2; US6724241B1; EP1559186A4; TW200413876A; DE60315332D1; AU2003279734A1

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Ladungspumpschaltungen und betrifft insbesondere variable Ladungspumpschaltungen, die irgendeinen von mehreren Ziel-Ausgangsspannungspegeln vorzusehen kann.
Stand der Technik
Viele Arten von Speichereinrichtungen benötigen für Lese-, Programmier- und Lösch-Befehle hohe Spannungen. Dies gilt für Speicher mit Seiten-, Massen- und Sektorlöschungen.
Der häufigste Ansatz um hohe interne Spannungen zu erzeugen, stellt die Verwendung von Ladungspumpschaltungen dar, um eine in eine Speicherschaltung einzuspeisende Spannung zu verstärken. Eine Landungspumpschaltung verwendet zum Steigern der Versorgungsspannung eine Matrix aus Kondensatoren. Eine Stromquelle mit geringer Leistung wird mit einer Landungspumpschaltung gekoppelt, um die notwendigen hohen Spannungen für Lösch-, Lese- und Programmieroperationen in einem Speicher zu erzeugen.
1 zeigt ein schematisches Diagramm einer typischen zweistufigen Ladungspumpschaltung 100, die eine verstärkte Ausgangsspannung V_out erzeugt, deren Wert größer ist, als der Wert der Versorgungsspannung V_cc, die durch eine Quelle 102 bereitgestellt wird, wie zum Beispiel von einem externen Anschluss des Speicherchips. Die Spannungsquelle 102 ist mit einem ersten als Diode geschalteten NMOS-Transistor 104 gekoppelt. Die Source dieses ersten NMOS-Transistors 104 ist mit einem Kondensator 106 und einem zweiten als Diode geschalteten NMOS-Transistor 110 gekoppelt. Die Source des zweiten als Diode geschalteten NMOS-Transistors 110 ist mit einem zweiten Kondensator 108 und einem dritten NMOS-Transistor 112 gekoppelt. Das Gate des dritten Transistors 112 ist mit seinem Drain verbunden und seine Source ist mit der Ausgangsspannung V_out verbunden. Die anderen Anschlüsse 114 und 118 des Kondensators 106 und 108 empfangen entsprechende Taktsignale CK und CKN in entgegengesetzter Phase. Die internen hohen Spannungen werden durch Erhöhen der Reihe von Kapazitäten 106, 108 durch die interne Versorgungsspannung V_cc erhalten. Die Kondensatoren 106 und 108 speichern und übertragen Ladung mit der Rate der Takte. Knoten A ist die Verbindung zwischen dem Kondensator 106 und der Source des als Diode geschalteten NMOS-Transistors 110. Knoten B ist die Verbindung zwischen dem Kondensator 108 und dem als Diode geschalteten NMOS-Transistor 112. Die Spannung an Knoten A ist gleich der Summe der Spannungen des Kondensators 106 und V_cc. Die Spannung am Knoten B ist gleich der Spannung des Kondensators 108. Die Ausgangsspannung (V_out) ist die Summe der Spannungen an den Knoten A und B. Abhängig von dem Wirkungsgrad der Ladungspumpschaltung 100, ist die Pumpausgangsspannung (V_out) der Betrag der Spannung, die der Transistor 112 am Ausgangsanschluss liefert. Ein erster Regler könnte zum raschen An- und Ausschalten der Ladungspumpe mit Rückkopplung von der Pumpausgangsspannung versehen werden, um die Welligkeiten in der Pumpausgangsspannung zu minimieren.
In einer zweistufigen Ladungspumpschaltung, wie der in 1 gezeigten, kann die Pumpausgangsspannung V_out geringer sein, als die maximale Spannung, die die Ladungspumpschaltung 100 möglicherweise liefern kann. Zum Beispiel könnte die Ladungspumpe aufgefordert werden, irgendeine von mehreren verschiedenen Ausgangsspannungen (V_out) zu liefern, wobei nur eine von diesen nahe dem Maximum ist. Allgemeiner gilt, dass für ein n-stufige Pumpschaltung die maximale Pumpleistung (V_max) gleich (n + 1)·V_cc ist. Der Strom, den die Ladungspumpe bereitstellen kann, ist I_out = f(V_cc·N_P·C_P/N_S·T_CK), wobei N_P die Anzahl der parallelen Stufen ist, N_S die Anzahl der Serienstufen ist, C_P der Kapazitätswert ist und T_CK die Ladungspumpen-Taktperiode ist. Die Taktsignale CK und CKN definieren die Ladungsübertragungsrate von der internen Stromversorgung 114. Gleichbedeutend mit, je schneller die Taktrate ist, umso schneller erreicht die Pumpspannung die Zielspannung.
Gewöhnlich erfährt eine Ladungspumpen-Ausgangsspannung (V_out), die bedeutend geringer ist als die maximale Ausgangsspannung (V_max), ein Welligkeitsspannungssignal, das durch Aufteilen der Ladung zwischen der Kapazität der Pumpschaltung und der der Lastschaltung verursacht wird. Die Frequenz der Welligkeitsspannung stimmt mit den Lade- und Entladezyklen des Takts überein. Die Ausgangsspannung steigt über (überschreitet) die Zielspannung während eines Ladezyklus an und fällt dann wieder als eine Funktion der RC-Entladung der Last und der Lastkapazität C_L ab. Der Pegel der Spannungsüberschreitung ist proportional zum Unterschied zwischen der maximalen Pumpausgangsspannung V_max und der Pumpausgangsspannung (V_out). Mit anderen Worten, die Spannungsüberschreitung ist proportional zur Überschussladung, die in der Lastkapazität zwischengespeichert wird.
Dieses Welligkeitsphänomen ist sehr kritisch, wenn eine Ladungspumpschaltung 100 irgendeinen von mehreren unterschiedlichen, geregelten V_out-Werten vorsehen muss. Wenn eine einzelne Landungspumpschaltung 100 mehr als einen V_out-Wert bereitstellen muss, reicht dieser von einem sehr niedrigen bis zu einem sehr hohen Wert. In diesem Fall muss der Pumpverstärkungskondensator größer sein, um sicherzustellen, dass die Ladungspumpschaltung 100 in der Lage ist, bei der höchsten Spannung ausreichend Strom bereitzustellen, aber beim Bereitstellen sehr niedriger V_out-Werte darüber hinaus effizient ist, wobei in diesem letzten Fall eine sehr hohe Welligkeit erzeugt wird. Da die Überschreitung aufgrund der reinen Ladungsteilung zwischen interner Pumpkapazität und externer Last erfolgt, gilt, je niedriger die geregelte Pumpausgangsspannung, desto höher die Ladungsteilung und desto höher die Spannungsüberschreitung.
Bezug nehmend auf 2A, 2B und 2C, die Graphen von drei verschiedenen Pumpausgangsspannnungen, VA, VB (= 2·VA) und VC (= 4·VA) von der gleichen Ladungspumpschaltung, die gegen die Zeit aufgetragen sind, zeigen, dass V_out und I_out exakt vom Zielpumpwert und vom Ladungspumpverhalten abhängen. Wenn die Ladungspumpspezifikation, wie V_max und Last_max, bekannt sind, kann die Dimension der Pumpe definiert werden, um die effizienteste Pumpe zu erhalten. Die Dimension der Pumpe 100 wird mit dem minimalen Verbrauch, der minimalen Fläche und mit der minimalen Anzahl von Stufen festgelegt. 2A zeigt die niedrigste Pumpausgangsspannung VA mit dem höchsten Überschreitungsproblem, da die Ladungspumpschaltung übereffizient für die festgelegte Lastkapazität ist. 2B zeigt für die höhere Pumpspannung VB ein geringeres Überschreitungsproblem, da die Last besser an die Pumpschaltung 100 angepasst ist. 2C zeigt für die höchste Pumpspannung VC nahe V_max, die die beste Lastanpassung für diese Ladungspumpschaltung darstellt, fast kein Überschreitungsproblem.
Bei einem Versuch das Überschreitungs-(bzw. Überschwingungs-)problem in Ladungspumpen zu lösen, verwendet das U.S. Patent Nr. 6,370,046 mit dem Titel "Ultra-Capacitor Based Dynamically Regulated Charge Pump Power Converter" von Nebrigic et al. (das '046 Patent) einen Stromrichter, um elektrische Energie durch dynamisches Steuern einer Schaltmatrix der Ladungspumpe vorzusehen, die einen fliegenden Ultra-Kondensator aufweist. Das '046 Patent stellt die Energie bei Bedarf dynamisch bereit, indem die Ausgangsspannung abgetastet wird und die Betriebsfrequenz der Ladungspumpe als Reaktion geändert wird. Besonders die dynamische Steuereinheit betreibt eine Ausgangsstufe mit kapazitiver Energie, um Ladung mit einer Rate zu pumpen, um eine Ausgangsspannung V_out an einen Lastkondensator aufrecht zu halten. Die dynamische Steuereinheit entlädt einen fliegenden Kondensator in den Lastkondensator, wenn die Ausgangsspannung unter eine Referenzspannung abfällt. Die dynamische Steuereinheit ermöglicht das Aufrechterhalten einer gewünschten Ausgangsspannung durch Laden und Entladen des fliegenden Ultra-Kondensators. Das '046 Patent offenbart auch eine Steuereinheit mit zwei Zuständen, die einen fliegenden Ultra-Kondensator mit einer geringen Geschwindigkeit schaltet, um eine erhöhte Ausgangsleistung bereitzustellen. Die Steuereinheit mit zwei Zuständen hält eine vordefinierte Spannungswelligkeit an dem fliegenden Ultra-Kondensator bei, um effizienten Ladungstransport zum Ausgangskondensator zu erreichen.
US 5,732,039 offenbart eine für Flash-Speicher geeignete Ladungspumpe mit variablen Stufen, wobei eine einzelne Ladungspumpe mehrere Pumpstufen aufweist, die in Abhängigkeit von den Anforderungen in Reihe oder parallel, oder einer Kombination davon, geschalten werden können. Ein Spannungsversorgungsschaltkreis für die Flash-Speicherzellen verwendet zwei solche Ladungspumpen, die durch zwei Eingangsspannungen Vpp (5 Volt) und Vcc (3,3 Volt, 5 Volt oder 12 Volt) gespeist werden. Die Eingangsspannungen können selektiv zu den Ladungspumpen oder direkt über die Ausgänge des Spannungsversorgungsschaltkreises an die Flash-Speicherzellen geschalten werden. In Abhängigkeit von den für die Flash-Speicher notwendigen Betriebsspannungen und dem Betriebsmodus des Flash-Speichers (Lösch-, Programmier- oder Lesemodus) werden unterschiedliche Spannungen an den drei Ausgängen des Spannungsversorgungsschaltkreises bereitgestellt.
US 6,275,096 B1 schlägt eine Ladungspumpschaltung vor, bei der eine Ladungspumpstufe durch einen Oszillator gesteuert wird, der selbst durch einen zweistufigen Begrenzer gesteuert wird. Der Oszillator ist aktiv, solange die Ausgangsspannung unter einer Referenzspannung liegt und eine erste Stufe der Ladungspumpe wird deaktiviert, sobald die Ausgangsspannung über eine erste Spannungsgrenze ansteigt. Der Oszillator der zweiten Ladungspumpe ist immer noch aktiv, bis eine zweite Spannungsgrenze erreicht wird, wobei auch die zweite Ladungspumpe durch Anhalten des Oszillators der zweiten Ladungspumpe deaktiviert wird.
Die mehrstufige Ladungspumpe aus US 2002/0 130 701 A1 weist eine Kette von halb-verbundenen Ladungspumpstufen auf, die abhängig von der benötigten Ausgangsspannung selektiv eingeschalten werden. Eine Steuerschaltung ändert die Anzahl der Stufen, die aktiviert werden, um den Wirkungsgrad der Ladungspumpe für ein festgelegtes Spannungs- und Stromziel zu optimieren. Die Anordnung schaltet die Stufen der Ladungspumpe fortlaufend ein und aus, abhängig davon, ob die Ausgangsspannungen über einen Grenzwert steigen oder unter einen Grenzwert fallen.
US-B-5,760,637 sieht eine programmierbare Ladungspumpe vor, die eine auswählbare Ausgangsspannung liefert. Zur Leistungsoptimierung kann die die Pumpe ansteuernde Taktfrequenz variiert werden.
Der Spannungsvervielfacher von US-B-5,790,393 kann eine Ausgangsspannung im Bereich zwischen der Primärspannung und der zweifachen Primärspannung erzeugen.
US-B-6,115,272, US-B-6,160,440 und US 6,512,411 B2 offenbaren ebenfalls gesteuerte, Ladungspumpen aufweisende Spannungsversorgungen, die eine auswählbare Ausgangsspannung für einen elektronischen Verbraucher vorsehen.
US 6,643,151 schlägt einen Ladungspumpen-Stromrichter mit mehreren Ausgängen vor, der in einer geschlossenen Schleife arbeitet, um mehr Effizienz bei der Spannungsumwandlung vorzusehen.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Ladungspumpschaltung und ein Verfahren zum Betreiben einer Ladungspumpschaltung vorzusehen, die eine Ausgangsspannung mit minimaler Welligkeit vorsieht und gleichzeitig die grundlegende Struktur der Ladungspumpe und des Reglers beibehält.
Die Erfindung wird in Anspruch 1 beziehungsweise 11 definiert. Besondere Ausführungsformen werden in abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch eine Ladungspumpschaltung mit variabler Last erreicht. Die Ladungspumpschaltung weist eine oder mehrere Stufen auf, die betrieben werden kann, um eine Versorgungsspannung zu empfangen und um eine oder mehrere Ausgangsspannungen zu erzeugen. Eine Vielzahl von Lasten sind mit dem Ladungspumpausgang verbindbar, wobei jede Last einer spezifischen Zielausgangsspannung zugeordnet ist. Ein Lastauswahlmittel koppelt eine ausgewählte Last gemäß der Zielausgangsspannung mit dem Ladungspumpenausgang.
Zusammenfassend wird ein neuer Ansatz aufgezeigt, um als eine Funktion der Zielausgangsspannung dynamisch die beste Last für eine Pumpe auszuwählen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein Regler vorgesehen sein, um den Ausgang auf unakzeptable Pegelüberschreitungen zu überwachen und um in einem Fall, in dem solche unakzeptable Überschreitungen erkannt werden, eine zusätzliche Last anzuschließen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm einer dreistufigen Ladungspumpschaltung.
2A verdeutlicht eine Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung aus 1.
2B verdeutlicht eine andere Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung aus 1.
2C verdeutlicht eine Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung aus 1.
3 ist ein schematisches Diagramm einer Ladungspumpschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
4A ist eine Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung aus 3, wenn EN_A an ist.
4B ist eine Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung aus 3, wenn EN_B an ist.
4C ist eine Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung aus 3, wenn EN_C an ist.
5A ist ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels der Last A aus 3.
5B ist ein schematisches Diagramm eines anderen alternativen Ausführungsbeispiels der Last A aus 3.
6 ist ein Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels der Ladungspumpschaltung 300, die mit einem Lastselektor gekoppelt ist, um die Pumpschaltung 300 zu aktivieren/deaktivieren, falls Vcfra geringer ist als Vref.
7 ist ein Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels der Ladungspumpschaltung 300.
8 ist ein Blockdiagramm eines Speichersystems, das die Ladungspumpschaltung der 6 verwendet.
9 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems, das das Speichersystem aus 7 verwendet.
10 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum dynamischen Auswählen der besten Last, um die Spannungswelligkeiten im Vergleich zu denen, die in der Schaltung der 1 erhalten sind, zu reduzieren.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Mit Bezug auf 3 weist eine Ladungspumpschaltung 300 eine Pumpschaltung auf, die eine oder mehrere Pumpstufen aufweist, die betrieben werden können, um eine Versorgungsspannung V_cc zu empfangen und um eine oder mehrere Pumpspannungen zu erzeugen. Die Ladungspumpschaltung 300 ist mit zwei Pumpstufen dargestellt, aber, allgemeiner betrachtet, kann die Ladungspumpschaltung 300 n Stufen aufweisen, wobei n > 1 ist. Die Ladungspumpschaltung 300 weist verschiedene Lasten 322, 326 und 330 auf, wobei jede über einen entsprechenden Schalter 320, 324, 328 mit dem Ausgang 334 der Ladungspumpschaltung verbunden werden kann. Abhängig von der gewünschten Pumpausgangsspannung V_out wählen die Schalter eine geeignete Last, die einer spezifischen Pumpausgangsspannung zugeordnet ist, um eine minimale Spannungswelligkeit zu erhalten.
Die Pumpschaltung weist drei Dioden 304, 306, 308 auf (hier als Dioden geschaltete n-Kanal Transistoren realisiert), die in Reihe geschaltet sind. Der Eingangsanschluss der ersten Diode 304 ist mit einer Versorgungsspannung V_cc 302 gekoppelt. Der Ausgang der ersten Diode ist mit dem Eingangsanschluss der zweiten Diode 306 verbunden und der Ausgangsanschluss der dritten Diode ist mit dem Ausgang 332 der Ladungspumpschaltung 300 verbunden.
Die Ladungspumpschaltung 300 weist auch zwei Kondensatoren 310 und 312 auf, einen für jede Pumpstufe. Ein erster Anschluss des ersten Kondensators 310 ist mit dem Ausgang der ersten Diode 304 und dem Eingang der zweiten Diode 306 gekoppelt. Ein erster Anschluss des zweiten Kondensators 312 ist mit dem Ausgang der zweiten Diode 306 und dem Eingang der dritten Diode 308 gekoppelt. In einer n-stufigen Ladungspumpschaltung ist ein letzter Kondensator mit dem Eingangsanschluss der letzten Diode gekoppelt.
Ein Taktsignal CLK, das am Anschluss 314 eingespeist wird, ist in Reihe mit einem Satz von Invertern 316 und 318 gekoppelt. Der Ausgang des ersten Inverters 316 ist mit einem zweiten Anschluss des ersten Kondensators 310 gekoppelt. Der Ausgang des zweiten Inverters 318 ist mit einem zweiten Anschluss des zweiten Kondensators 312 gekoppelt. In einer n-stufigen Ladungspumpe sind zusätzliche Inverter mit den anderen Kondensatorstufen in Reihe geschaltet.
Die Ladungspumpschaltung 300 der vorliegenden Erfindung weist auch verschiedene unterschiedliche Lasten 322, 326 und 328 auf. Lasten können Kondensatoren oder Stromsenken sein. Die Anzahl der Lasten, die für die Schaltung vorgesehen sind, kann abhängig von der Anzahl der Zielpumpspannungen, die vorgesehen werden können, variieren. Einer bestimmten Last kann eine konstante Ausgangsspannung oder ein kleines Spannungsintervall zugeordnet sein. Die erste Last 322 ist einer Pumpausgangsspannung VA zugeordnet und ist mit einem ersten Schalter 320 verbunden. Der erste Schalter wird durch ein Steuersignal EN_A aktiviert. In ähnlicher Weise ist die zweite Last 324 einer Pumpausgangsspannung VB zugeordnet und mit einem zweiten Schalter 324 verbunden. Der zweite Schalter wird durch EN_B aktiviert. Schließlich ist die dritte Last 330 einer Pumpausgangsspannung VC zugeordnet und mit einem Schalter 328 verbunden. Der dritte Schalter 328 wird durch EN_C aktiviert. Die drei Schalter 320, 324 und 328 bilden zusammen mit ihren entsprechenden Steuersignalen EN_A, EN_B und EN_C ein Lastauswahlmittel, das die Spannungswelligkeit an der Ladungspumpschaltung 334 auf ein Minimum reduziert.
Wenn eine Instruktion für entweder VA, VB oder VC durch die Steuereinheit (nicht gezeigt) empfangen wird, erzeugt die Steuereinheit (nicht gezeigt) ein Freigabesteuersignal EN_A, EN_B oder EN_C, das eine geeignete Last für diese Ausgangsspannung auswählt, die die minimale Spannungswelligkeit ergibt. Nur eine Last kann auf einmal ausgewählt werden. Zum Beispiel, falls VA ausgewählt ist, verursacht EN_A ein Schließen des ersten Schalters 320, wobei die erste Last mit dem Ausgangsanschluss der Ladungspumpschaltung 300 verbunden wird. Die verbleibenden Lasten 326 und 330 sind von den Ausgangsanschlüssen getrennt, da ihre entsprechenden Schalter 324 und 328 offen sind.
Die Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung 300 wird in 4A gezeigt. Es liegt minimale Welligkeit vor, da die Last an dem Lastkondensator 322 der Pumpschaltung angepasst ist. In diesem Fall ist der oben beschriebene Ladungsteilungseffekt wegen dem Zusatz der ausgewählten Last A minimal.
Bezug nehmend auf 4B wird in ähnlicher Weise die Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung 300 gezeigt, wenn die Last B 326 in 3 mit Hilfe des zweiten Schalters 324, der durch das Steuersignal EN_B geschlossen wird, ausgewählt wird. Wenn die Last B 326 ausgewählt ist, werden die Last A 320 und die Last C 330 von dem Ausgang der Ladungspumpschaltung 300 getrennt. Im Unterschied zu dem Graphen 2B in 2, ist die Spannungswelligkeit der Ladungspumpen-Ausgangsspannung in diesem Fall minimal, da die Ladung, die in der Lastkapazität zwischengespeichert wird, erheblich reduziert wurde, da die Last, die durch die Last B vorgesehen wird, dazu führt, dass die Last der Pumpe an den internen Pumpkondensator angepasst ist.
Bezug nehmend auf 4C, wird die Ausgangsgröße der Ladungspumpschaltung 300 gezeigt, wenn die Last C 330 in 3 mit Hilfe des dritten Schalters 328, der durch das Steuersignal EN_C geschlossen wird, ausgewählt wird. Wenn die Last C 330 ausgewählt ist, werden die Last A 322 und die Last B 326 vom Ausgang der Ladungspumpschaltung 300 getrennt. Die Spannungswelligkeit der Ladungspumpausgangsspannung ist in diesem Fall auch minimal, da die Ladung, die in der Lastkapazität zwischengespeichert wird, erheblich reduziert wurde, da die Lastkapazität und die interne Kapazität angepasst sind.
Bezug nehmend auf 5A wird ein Ausführungsbeispiel des EN_A Schalters 320 und der Last A 322 gezeigt. Die Schalter 324 und 328 sind ähnlich aufgebaut. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schalter EN_A ein NMOS-Transistor, dessen Gate mit dem EN_A Anschluss verbunden ist, dessen Source mit der elektrischen Masse 322 verbunden ist und dessen Drain mit einem Lastkondensator 502A verbunden ist. Ein Anschluss des Lastkondensators 502A ist mit der Pumpausgangsspannung (V_out) verbunden. Wenn die Spannung VA ausgewählt wird, ist der EN_A Anschluss auf HOCH, der NMOS-Transistor wird eingeschalten, wodurch die Last A mit dem Ladungspumpausgang 334 verbunden wird.
5B zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Schalters EN_A 320 und der Last A 322. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Schalter EN_A eine Anhebeschaltung 502B auf, deren Eingang mit dem EN_A Anschluss verbunden ist und deren Ausgang mit dem Gate des NMOS-Transistors 504B verbunden ist. Der Drain des NMOS-Transistors 504B ist mit dem Ladungspumpausgang 334 verbunden und die Source ist mit einem Lastkondensator 506B verbunden. Der zweite Anschluss des Lastkondensators 506B ist mit der elektrischen Masse 322 verbunden. Wenn die Spannung VA ausgewählt ist, ist der EN_A Anschluss auf HOCH, wobei der Ausgang der Anhebeschaltung 502B hoch ist. Der NMOS-Transistor wird eingeschalten, wodurch der Verbraucher A mit dem Ladungspumpausgang 334 verbunden wird.
Bezug nehmend auf 6 stellt die Ladungspumpschaltung 600 eine einfachere Steuereinheit für die Pumpausgangsspannung V_out dar. Diese Schaltung weist eine wie in 1 beschriebene Pumpschaltung 100, einen Vergleicher 602, ein erstes Widerstandsnetzwerk 604 und ein zweites Widerstandsnetzwerk 606 auf. Die Ladungspumpschaltung 600 vergleicht einen Abtastwert der Pumpausgangsspannung (Vcfra) mit einer Referenzspannung (Vref). Jedes Mal wenn Vcfra größer ist als Vref, deaktiviert der Vergleicher 602 die Pumpschaltung 100 über einen ENAPUMP-Anschluss des Vergleichers 602.
Bezug nehmend auf 7 wird ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei das Auswahlmittel erweitert wurde, um ferner die maximal akzeptable Welligkeit der Pumpausgangsspannung, die an Knoten Vcfrb abgetastet wird, mit der Referenzspannung (Vref) zu vergleichen. Die Ladungspumpschaltung 700 umfasst eine wie in 1 gezeigte Pumpschaltung 100, einen ersten Vergleicher 702 zum Vergleichen der abgetasteten Zielpumpausgangsspannung (Vcfra) mit der Referenzspannung (Vref), einen ersten Widerstand 704, einen zweiten widerstand 706, einen dritten Widerstand 708 und einen vierten Widerstand 710, eine Logikschaltung 712, einen zweiten Vergleicher 714, einen Set_load Schalter 716, der mit einer Last 718 verbunden ist, einen EN_A Schalter 720, der mit einer Last A 722 verbunden ist, einen EN_B Schalter 724, der mit einer Last B 726 verbunden ist, und einen EN_C Schalter 728, der mit einer Last C 730 verbunden ist. Die zweiten Anschlüsse des zweiten Widerstands 706, des vierten Widerstands 710, der Last S 718, der Last A 722, der Last B 726 und der Last C 730 sind mit der elektrischen Masse 732 verbunden.
Wie oben erwähnt, deaktiviert der erste Vergleicher 702 die Pumpe 100 jedes Mal, wenn die Pumpausgangsspannung (Vcfra), die durch das erste Widerstandsnetzwerk abgetastet wird, größer ist als die Referenzspannung (Vref). Ansonsten lässt der erste Vergleicher 702 die Pumpschaltung 100 weiterarbeiten. Wenn die Spannung Vcfra größer als die Referenzspannnung (Vref) ist, führt die Ladungspumpschaltung 700 einen zweiten Test durch, um die Spannungswelligkeit der Pumpausgangsspannung (V_out) weiter zu minimieren. Der zweite Vergleicher 714 weist die Logikschaltung 712 an, die Last S 718 jedes Mal hinzuzufügen, wenn die maximal akzeptable Welligkeit am Zielausgang, die am Knoten Vcfrb abgetastet wird, größer als die Referenzspannung (Vref) ist; ansonsten lässt der zweite Vergleicher 714 die Pumpschaltung 700 ohne Hinzufügen einer Last arbeiten.
Außerdem kann ein zusätzlicher Rückkopplungsschaltkreis implementiert werden, um eine direkte Steuerung des Pumpausgangs vorzusehen. Auf diese Weise ist es möglich, sich für die beste Last als Funktion von Temperatur und Versorgungsspannung zu entscheiden.
Bezug nehmend auf 8 weist ein Blockdiagramm eines Speichersystems die Ladungspumpschaltung 600 der 6 auf. Das Speichersystem weist einen Adressdekodierer 802, eine Steuerschaltung 806 und einen Lese-/Schreib-/Lösch-/Verifizier-Schaltkreis 808, der mit der Speicherelementmatrix 804 verbunden ist, auf. Außerdem ist der Adressdekodierer 802 mit einem Adressbus 810, die Steuerschaltung 806 mit einem Steuerbus 812 und der Lese-/Schreib-/Lösch-/Verifizier-Schaltkreis 808 mit einem Datenbus 814 gekoppelt. Die gepumpte Ausgangsspannung V_out, die durch die Ladungspumpschaltung 600 erzeugt wird, kann bei einer Anzahl von Komponenten innerhalb des Speichersystems zum Einsatz kommen. Im Speichersystem legt die Ladungspumpschaltung 600 die Pumpausgangsspannung an die Lese-/Schreib-/Lösch-/Verifizier-Schaltung 808 an, die diese Spannung in einem Datenpuffer verwenden kann, um diesen Puffer zu aktivieren, um vollständige logische Pegelsignale auf den Datenbus zu übertragen oder über den Datenbus zu empfangen. Die Ladungspumpschaltung 600 legt die gepumpte Ausgangsspannung auch an den Adressdecoder 802 an, der diese Spannung dann wieder verwenden kann, um verstärkte Wortleitungsspannungen an die Matrix anzulegen. Im Betrieb legen externe Schaltkreise, wie Prozessoren oder Speicher-Steuereinheiten, Adress-, Daten- und Steuersignale an die entsprechenden Busse 810, 812, 814 an, um Daten zum und vom Speichersystem 800 zu übertragen. Wenn die Ladungspumpschaltung 600 in einem Flash-Speicher enthalten ist, würde sie typischerweise eine externe Versorgungsspannung V_cc erhalten und eine Vielzahl von schaltbaren Ausgangsspannungen V_out erzeugen, die verwendet werden, um Programmier- und Lösch-Operationen in Blöcken der nicht-flüchtigen Speicherzellen, die die Matrix enthält, durchzuführen. Jeder lokale Dekodierer, der in den Speicherelementmatrixsektoren 0, 1, ... 5 vorgesehen ist, weist zum Weiterleiten einer negativen Spannung mindestens einen n-leitenden Transistor und zum Weiterleiten der positiven Spannung an eine adressierte Zeile dieses Sektors mindestens einen p-leitenden Transistor auf.
9 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems 900, das das Rechenschaltwerk 802 aufweist, das die Speichereinheit 800 der 8 beinhaltet. Das Rechenschaltwerk 802 mit seinem dazugehörigen Prozessor 804 führt verschiedene Rechenfunktionen aus, wie das Ausführen spezifischer Software, um spezifische Berechnungen oder Aufgaben auszuführen. Das Computersystem weist zusätzlich ein oder mehrere Eingabeeinheiten 806 auf, wie eine Tastatur oder eine Maus, die mit der Rechnerschaltung gekoppelt sind, um einem Anwender zu ermöglichen, mit dem Computersystem zu kommunizieren. Typischerweise weist das Computersystem auch einen oder mehrere Ausgabeeinheiten auf, die mit dem Rechenschaltwerk gekoppelt sind, wobei die Ausgabeeinheiten typischerweise als Drucker oder Bildschrimgerät ausgeführt sind. Ein oder mehrere Datenspeichereinheiten sind typischerweise auch mit dem Rechenschaltwerk gekoppelt, um Daten zu speichern oder um Daten von einem externen Speichermedium abzurufen. Beispiele für typische Speichereinheiten umfassen Festplatten und Disketten, Bandkassetten und Compact Disc Read-Only Memory (CD-ROM). Das Rechenschaltwerk ist typischerweise durch geeignete Adress-, Daten- und Steuerbusse mit der Speichereinheit gekoppelt, um ein Schreiben von Daten auf die und Lesen von Daten von der Speichereinheit zu ermöglichen.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zum Erreichen einer minimalen Spannungswelligkeit beim Betrieb der Ladungspumpen in einer Speichereinheit vor, das in Verbindung mit den Speichereinheiten und den Computersystemen, die oben veranschaulicht und beschrieben sind, eingesetzt werden kann. Bezug nehmend auf 10 zeigt das Ablaufdiagramm ein Verfahren 1000, das insbesondere mit den Schaltungen in 3 und 7 verwendet werden kann, um minimale Spannungswelligkeit in der Ladungspumpschaltung 600 durch dynamisches Auswählen der besten Last zu erzielen, die das gewünschte Resultat erbringt, was die Entscheidung umfasst, ob die Last S zusätzlich zu einem der Lasten A, B oder C eingesetzt wird. Das Verfahren beginnt mit dem Auswählen einer gewünschten Ausgangspumpspannung (Schritt 1004), Auswählen einer Last, die zu der ausgewählten Ausgangspumpspannung gehört (Schritt 1006), Vergleichen (Schritt 1008) der Zielausgangsspannung (Vcfra) mit einer Referenzspannung (Vref) und Vergleichen (Schritt 1010) der Zielausgangsspannung (Vcfra) mit maximaler Welligkeit mit der Referenzspannung (Vref). Das Widerstandsnetzwerk, das Vcfrb annimmt, ist vorgesehen, um Vcfrb < Vcfra für eine festgelegte Ausgangsspannung V_out vorzugeben. Wenn die Zielausgangsspannung Vcfra geringer ist als Vref, dann fahre mit dem Pump-Prozess fort. Wenn Vcfrb größer als Vref ist, füge eine Last hinzu; ansonsten fahre mit dem nächsten Schritt fort. Wenn die minimal akzeptierbare Überschreitung am Zielpumpausgang Vcfrc geringer ist als Vref (Schritt 1014), entferne eine Last und fahre fort; ansonsten fahre fort, um zu sehen, ob die Leistung abgeschaltet ist (Schritt 1016). Falls die Leistung abgeschaltet ist, dann beende den Pump-Prozess.
Das Verfahren 1000 beginnt mit Schritt 1002. Die Anweisung beginnt und weist die Bus-Steuereinheit an, der Ladungspumpschaltung 600 eine Anweisung zum Starten zu geben.
Bei Schritt 1004 sieht die Instruktion Informationen hinsichtlich der Spannung, die am Ausgangsknoten benötigt wird, für die Ladungspumpschaltung 600 vor.
Bei Schritt 1006 aktiviert der Schalter eine Last, die der ausgewählten Pumpausgangsspannung entspricht, indem die Last eingeschalten wird, die die beste Spannungswelligkeit mit Hilfe der EN_A, EN_B oder EN_C Funktion liefert, wie oben diskutierten. Die Pump-Phase (Schritt 1007) wird aktiviert.
Bei Schritt 1008 misst, nachdem die Pumpschaltung 600 den gewünschten Wert erreicht, um sicherzustellen, dass der Pumpausgang den richtigen Ausgangsspannungswert hat, die Ladungspumpschaltung die Pumpausgangsspannung gegen die Referenzspannung. Wenn die gemessene Zielausgangsspannung (Vcfra) größer ist als die Referenzspannung, bedeutet dies, dass eine Überschreitung bzw. Überschwingung vorliegt (die Ausgangsspannung liegt über der Zielausgangsspannung). Die Logikschaltung der Ladungspumpschaltung weist die Ladungspumpschaltung 600 an, den Betrieb einzustellen (Schritt 1009). Wenn die gemessene Zielausgangsspannung (Vcfra) geringer ist als die Referenzspannung, so ist die Ausgangsspannung geringer als der gewünschte Wert und die Schaltung 600 fährt mit der Aktivierung des Pumpvorgangs (Schritt 1007) der Ladungspumpschaltung fort.
Bei Schritt 1010 wird die Zielausgangsspannung (Vcrfb) mit maximaler Welligkeit mit der Referenzspannung (Vref) verglichen, um herauszufinden, ob Spannungsüberschreitungen auftreten. Wenn Vcfrb größer als oder gleichgroß wie die Referenzspannung (Vref) ist, bedeutet dies, dass es Spannungsüberschreitungen gibt, und die Logik geht zum nächsten Schritt über.
Bei Schritt 1012 fügt die Schaltung 600 eine Last hinzu, so dass die Spannungswelligkeit reduziert werden kann. Dieser Schritt wird solange wiederholt, bis die Spannungswelligkeit reduziert ist, und dann geht die Schaltung 600 zum nächsten Schritt über.
Bei Schritt 1014 vergleicht die Schaltung 600 die Ausgangsspannung (Vcfrc) mit der Referenzspannung (Vref), um herauszufinden, ob ein minimaler Abfall an der Ausgangsspannung auftritt. Für eine gegebene Spannung V_pump ist das Widerstandsnetzwerk so aufgebaut, so dass sich Vcfrc > Vcfra ergibt. Falls Vcfrc genau genommen niedriger als die Referenzspannung (Vref) ist, bedeutet dies, dass es Spannungsunterschreitungen gibt, und die Logik geht zum nächsten Schritt über.
Bei Schritt 1016 entfernt die Schaltung 600 eine Last, so dass der Spannungsabfall reduziert werden kann. Dieser Schritt hält an, bis der Spannungsabfall reduziert ist, und dann fährt die Schaltung 600 mit dem nächsten Schritt fort.
Wenn die minimale Spannungswelligkeit erreicht ist, überwacht bei Schritt 1016 die Schaltung 600, ob die Energie ausgeschalten ist. Falls die Energie nicht ausgeschalten ist, wiederholt das Verfahren 1000 die Schritte 1008 bis 1016, bis die Energie ausgeschalten ist.
Wenn die Energie ausgeschalten ist, endet das Verfahren 1000 bei Schritt 1018.

Claims

Ladungspumpschaltung (700), die dazu ausgelegt ist, eine Ausgangsspannung (Vout) zu erzeugen, die eine minimale Spannungswelligkeit hat, mit: einer Pumpschaltung (100), die eine oder mehrere Stufen aufweist, die zum Empfangen einer Versorgungsspannung (Vcc) und zum Erzeugen einer ausgewählten der Vielzahl von Ausgangsspannungen (Vout) betrieben werden kann; und einem Pump-Selektor (702, 704, 706), der dazu ausgelegt ist, die Pumpschaltung (100) abzuschalten, wenn eine abgetastete Zielpumpspannung (Vcfra) größer als oder gleichgroß wie eine Referenzspannung (Vref) ist; gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Lasten (722, 726, 730), die selektiv mit einem Ausgang der Pumpschaltung (100) gekoppelt werden kann, wobei jede Last einer speziellen Pumpspannung zugeordnet ist; und einem Last-Auswahlmittel (714, 712, 716, 720, 724, 728), das dazu geeignet ist, eine der Lasten (733, 726, 730), die einer spezifischen Pumpspannung zugeordnet ist, mit dem Ausgang der Pumpschaltung (100) zu koppeln; wobei das Last-Auswahlmittel (714, 712, 716, 720, 724, 728), weiter dazu ausgelegt ist, eine zusätzliche Last (718) hinzuzufügen, wenn eine maximale Welligkeit an der Zielausgangsspannung (Vcfrb) größer als die Referenzspannung (Vref) ist, bis die Zielausgangsspannung (Vcfrb) geringer als oder gleichgroß wie die Referenzspannung (Vref) ist.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 1, wobei die Pumpschaltung (100, 300) folgendes aufweist: a) eine Vielzahl von Dioden (304, 306, 308), die in Reihe gekoppelt sind, wobei jede Diode einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist, wobei der Eingangsanschluss der ersten Diode (304) in der Reihe mit der Versorgungsspannung (Vcc) gekoppelt ist, wobei der Ausgang der ersten Diode mit dem Eingangsanschluss der zweiten Diode (306) und der Ausgangsanschluss der letzten Diode (308) mit dem Pumpschaltungsausgang (334) verbunden ist; b) eine Vielzahl von Kondensatoren (310, 312), die einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweisen, wobei der erste Anschluss des ersten Kondensators (310) mit dem Ausgang der ersten Diode (304) und dem Eingang der zweiten Diode (306) gekoppelt ist, wobei der erste Anschluss des zweiten Kondensators (312) mit dem Ausgang der zweiten Diode (306) und dem Eingang einer dritten Diode gekoppelt ist, und wobei der erste Anschluss des letzten Kondensators mit dem Eingangsanschluss einer letzten Diode (308) gekoppelt ist; c) eine Vielzahl von Invertern (316, 318), die miteinander in Reihe gekoppelt sind, wobei jeder einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist, wobei der Ausgang des ersten Inverters (316) mit dem zweiten Anschluss des ersten Kondensators (310) gekoppelt ist, der die erste Stufe der Pumpschaltung (100, 300) bildet, wobei der zweite Ausgang des zweiten Inverters (318), der mit dem zweiten Anschluss des zweiten Kondensators (312) verbunden ist, der die zweite Stufe der Pumpschaltung bildet, und wobei der Ausgang des letzten Inverters mit dem zweiten Anschluss des letzten Kondensators gekoppelt ist, der die letzte Stufe der Pumpschaltung bildet; und d) ein Taktsignal (CLK), das mit dem Eingangsanschluss des ersten Inverters (316) gekoppelt ist.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 2, wobei jede der Vielzahl von Dioden (304, 306, 308) ein als Diode geschalteter NMOS-Transistor ist, wobei das Gate eines jeden Transistors mit seinem Drain, der den Eingangsanschluss bildet, verbunden ist, und wobei seine Source den zweiten Anschluss bildet.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 1, wobei das Last-Auswahlmittel (714, 712, 716, 720, 724, 728) eine Vielzahl von Schaltern (716, 720, 724, 728) aufweist, einen Schalter für jeden der Lasten (718, 722, 726, 730), wobei jeder Schalter einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und einen Freigabeanschluss aufweist, wobei der Schalter in Reihe mit jeder Last gekoppelt ist, und wobei der erste Anschluss des Schalters mit dem Pumpschaltungsausgang und der zweite Anschluss des Schalters mit jeder Last gekoppelt ist.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 1, wobei das Last-Auswahlmittel (714, 712, 716, 720, 724, 728) einen NMOS-Transistor aufweist, der ein Gate, ein Drain und eine Source hat, wobei das Gate des NMOS-Last-Transistors mit einem Freigabesignal gekoppelt ist, wobei die Source des NMOS-Last-Transistors mit einer elektrischen Erdung gekoppelt ist und wobei die Drain mit einer Last gekoppelt ist.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 5, wobei jede Last (718, 722, 726, 730) ein Kondensator (502a) oder eine Stromsenke ist, der/die einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss mit dem Pumpschaltungsausgang und der zweite Anschluss mit dem Drain des NMOS-Transistors gekoppelt ist.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 1, wobei das Last-Auswahlmittel (714, 712, 716, 720, 724, 728) eine Anhebeschaltung (502B) mit einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss aufweist, wobei der Eingangsanschluss mit einem Freigabesignal gekoppelt ist, wobei der Ausgangsanschluss mit einem NMOS-Last-Transistor gekoppelt ist, wobei das Gate des NMOS-Last-Transistors mit dem Ausgangsanschluss der Anhebeschaltung verbundnen ist, wobei der Drain des NMOS-Transistors mit dem Pumpschaltungsausgang und die Source mit der Last gekoppelt ist.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 7, wobei jede Last (718, 722, 726, 730) ein Kondensator (506B) oder eine Stromsenke ist, der/die einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss mit der Source des NMOS-Transistors und der zweite Anschluss mit einer elektrischen Erdung gekoppelt ist.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 1, wobei der Pump-Selektor (702, 704, 706) folgendes aufweist: a) einen ersten Vergleicher (702) mit zwei Eingangsanschlüssen, einem Ausgangsanschluss und einem ersten Freigabeanschluss, wobei einer der beiden Eingangsanschlüsse mit der Referenzspannung (Vref) verbunden ist; b) ein erstes Widerstandsnetzwerk (704) mit zwei Anschlüssen, wobei der erste Anschluss mit dem Pumpschaltungsausgang (334) und der zweite Anschluss mit einem der Eingangsanschlüsse des ersten Vergleichers (702) gekoppelt ist; c) ein zweites Widerstandsnetzwerk (706) mit zwei Anschlüssen, wobei der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss des ersten Widerstandsnetzwerks gekoppelt ist, und wobei der zweite Anschluss des zweiten Widerstandsnetzwerks mit einer elektrischen Erdung gekoppelt ist; und d) eine Referenzspannungsquelle, die mit einem der Eingangsanschlüsse des ersten Vergleichers (702) gekoppelt ist.
Ladungspumpschaltung nach Anspruch 9, wobei das Last-Auswahlmittel (714, 712, 716, 720, 724, 728) folgendes aufweist: a) ein drittes Widerstandsnetzwerk (708) mit zwei Anschlüssen, wobei der erste Anschluss mit dem Pumpschaltungsausgang (334) gekoppelt ist; b) ein viertes Widerstandsnetzwerk (710) mit zwei Anschlüssen, wobei der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss des dritten Widerstandsnetzwerks gekoppelt ist und der zweite Anschluss des vierten Widerstandsnetzwerks mit einer elektrischen Erdung gekoppelt ist; c) einen zweiten Vergleicher (714) mit zwei Eingangsanschlüssen, einem Ausgangsschluss und einem Freigabeanschluss, wobei einer der Eingangsanschlüsse mit dem Eingangsanschluss des vierten Widerstandsnetzwerks (710) und der andere der Eingangsanschlüsse mit der Referenzspannung (Vref) gekoppelt ist; d) eine Logikschaltung (712) mit zwei Anschlüssen, wobei der erste Anschluss mit dem Ausgangsanschluss des zweiten Vergleichers (714) gekoppelt ist; und e) die zusätzliche Last (718), die mit dem Pumpschaltungsausgang (334) verbunden ist und durch die Logikschaltung (712) zum Hinzufügen der zusätzlichen Last (718) zum Pumpschaltungsausgang gesteuert wird, wenn die Ausgangsspannung (Vout) ein Überschwingen aufweist, das größer als ein Maximum ist, das am Pumpschaltungsausgang erlaubt ist.
Verfahren zum Erzeugen einer Ausgangsspannung (Vout) mit minimaler Welligkeit in einer Ladungspumpschaltung (700), wobei das Verfahren folgendes aufweist: Auswählen einer Ausgangsspannung (Vout); Verbinden einer Last (722, 726, 730), die der ausgewählten Ausgangsspannung (Vout) zugeordnet ist; Vergleichen einer abgetasteten Zielpumpspannung (Vcfra) mit einer Referenzspannung (Vref) und wenn die Zielpumpspannung (Vcfra) größer ist als die Referenzspannung (Vref), Deaktivieren einer Pumpschaltung (100) der Ladungspumpschaltung (700) und wenn die abgetastete Zielpumpspannung (Vcfra) geringer als oder gleichgroß wie die Referenzspannung (Vref) ist, Anlassen der Pumpschaltung (100); und Vergleichen einer maximalen Welligkeit einer Zielausgangsspannung (Vcfrb) mit der Referenzspannung (Vref) und wenn die Zielausgangsspannung (Vcfrb) größer ist als die Referenzspannung (Vref), Verbinden einer zusätzlichen Last (718) mit dem Pumpschaltungsausgang, bis die Zielausgangsspannung (Vcfrb) geringer als oder gleichgroß wie die Referenzspannung (Vref) ist.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner den Schritt aufweisend: Vergleichen eines minimal akzeptablen Abfalls des Ausgangsspannungswerts (Vcfrc) mit der Referenzspannung (Vref), wenn der minimal akzeptable Abfall des Ausgangsspannungswerts (Vcfrc) geringer als die Referenzspannung (Vref) ist, Entfernen der zusätzlichen Last (718), bis der Ausgangsspannungswert (Vcfrc) größer als die Referenzspannung (Vref) ist.