DE69533110T2

DE69533110T2 - Geregelte referenzspannungsschaltung für flash-speicherschaltung und anderen anwendungen mit integrierten schaltungen

Info

Publication number: DE69533110T2
Application number: DE69533110T
Authority: DE
Inventors: Kota Kawasaki-city SOEJIMA; Satoshi Yokohama-city MATSUBARA; Tien-Ler Lin; Hsiung Chun HUNG
Original assignee: Macronix International Co Ltd
Current assignee: Macronix International Co Ltd
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-03-10
Also published as: EP0819335A1; EP0819335A4; EP0819335B1; WO1996028877A1; DE69533110D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ladungspumpen- oder andere Referenzspannungsschaltungen und genauer gesagt auf integrierte Schaltkreise wie nicht-flüchtige bzw. Flash-Speichereinrichtungen, die eine Ladungspumpe beinhalten, um hohe Spannungen auf dem Chip zu erzeugen.
Beschreibung der verwandten Technik
Stromversorgungen von integrierten Schaltkreisen sind typischerweise für 5 Volt +/–10% spezifiziert. Diese Schwankung der Versorgungsspannung kann einen großen Einfluß auf die Menge von Strom haben, die von einem Schaltkreis auf dem Chip abgezogen wird. Referenzspannungsschaltkreise wie Ladungspumpen sind besonders anfällig für diese Schwankung bei den Eingangsspannungen. Der von einer Ladungspumpe erzeugte Ausgangsstrom und der durch eine Ladungspumpe abgezogene Strom können deutlich variieren, wenn die Stromversorgungsspannung zwischen 4,5 und 5,5 Volt schwankt.
Es werden Flash-EEPROM-Einrichtungen konzipiert, die hohe Spannungen auf dem Chip zur Verwendung in den Lösch- oder Programmierzyklen für die Speicherarrays erzeugen. Einige Systeme nach dem Stand der Technik sind nicht nur auf die 5-Volt-Stromversorgung, sondern auch auf eine zusätzliche Programmierstromversorgung von 12 Volt angewiesen, deren Spezifikation eine Schwankung um +/–5% erlaubt. Neuere Auslegungen verwenden nur die 5-Volt-Versorgung und verwenden Ladungspumpen, um die höheren Potentiale und negativen Spannungen zu entwickeln, die während der Lösch- und Programmierzyklen verwendet werden. Die Schwankungen der 5-Volt-Versorgungsspannung von +/–10% und resultierende Fluktuationen in dem produzierten oder abgezogenen Strom können jedoch einen große Auswirkung auf die Leistung bzw. Leistungsfähigkeit der Lösch- und Programmierzyklen haben. Für konsistente Programmier- und Löschzyklen ist es wünschenswert, den Betrag des von solchen Schaltkreisen gelieferten Stroms zu steuern bzw. zu regeln.
US 5.414.669 offenbart eine Ladungspumpe, die in der Lage ist, einen beträchtlichen Strom zu liefern.
US 5.422.586 offenbart eine Ladungspumpe, die in der Lage ist, hohen Strom bzw. eine hohe Stromstärke zu liefern.
US 5.258.662 offenbart eine leistungseffiziente Ladungspumpe mit einem variablen Frequenzoszillator, der den Stromverbrauch in der Ladungspumpe durch Umschalten zwischen Frequenzen reduziert.
US 5.394.027 offenbart eine Ladungspumpe, die in der Lage ist, bei niedrigen Spannungen betrieben zu werden.
US-A-5.193.198 beschreibt einen integrierten Ladungspumpenschaltkreis zum Verstärken einer Stromversorgungsspannung und einen Stromversorgungsmultiplexer zum Auswählen zwischen der Ausgabe des Ladungspumpenschaltkreises und der Stromversorgungsspannung gemäß einem Steuersignal zur Auswahl der Stromversorgung.
Im Sinne von Anspruch 1 ist ein integrierter Ladungspumpenschaltkreis bekannt, der an eine Stromversorgung mit einer Versorgungsspannung angeschlossen ist, die innerhalb eines angegebenen Bereiches schwanken kann, mit:
einem regelnden Schaltkreis, der an die Stromversorgung angeschlossen ist, um eine geregelte Versorgungsspannung als Reaktion auf die Versorgungsspannung zu liefern, wobei der regelnde Schaltkreis die geregelte Versorgungsspannung so steuert, daß sie weniger schwankt als die Versorgungsspannung, während die Versorgungsspannung über den angegebenen Bereich schwankt;
eine Ladungspumpe, die an den regelnden Schaltkreis angeschlossen ist, die betrieben wird, daß sie eine Ausgabe- bzw. Ausgangsspannung als Reaktion auf die geregelte Versorgungsspannung erzeugt, wobei die Ausgangsspannung größer ist als die Versorgungsspannung, wobei die Ladungspumpe einen Pumpreferenzeingang und einen Pumptakttreiber zum Erzeugen eines Pumptaktes für die Ladungspumpe beinhaltet, wobei die geregelte Versorgungsspannung an den Pumpreferenzeingang angeschlossen ist.
Es ist wünschenswert, einen Ladungspumpenschaltkreis mit einem geregelten Stromverbrauch und geregelter Ausgangsstromerzeugung zur Verfügung zu haben, der als Reaktion auf die standardmäßige Versorgung von nur 5 Volt funktioniert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung steht ein integrierter Ladungspumpenschaltkreis gemäß Anspruch 1 zur Verfügung.
Dementsprechend bietet die vorliegende Erfindung einen Ladungspumpenschaltkreis, der eine Ausgangsspannung auf einem ausgewählten Niveau erzeugt, wobei aber Schwankungen in dem an die Ladungspumpe gelieferten Strom geregelt werden und Schwankungen in dem von der Ladungspumpe erzeugten Ausgangsstrom geregelt werden.
Die Eingangs- und Ausgangsströme werden von einem regelnden Schaltkreis geregelt, der an die Stromversorgung von nur 5 Volt angeschlossen ist. Der regelnde Schaltkreis erzeugt eine geregelte Versorgungsspannung als Reaktion auf die Versorgung von nur 5 Volt. Somit schwankt die geregelte Versorgungsspannung weniger als die Versorgung von nur 5 Volt, wenn die Versorgungsspannung über den spezifizierten Bereich schwankt. Die Ladungspumpe ist an den regelnden Schaltkreis angeschlossen und erzeugt die Ausgangsspannung als Reaktion auf die geregelte Versorgungsspannung. Die Schwankungen in dem an die Ladungspumpe gelieferten Strom und dem von der Ladungspumpe gelieferten Strom werden gemäß diesem Schaltkreis gegenüber einer ungeregelten Ladungspumpe wesentlich reduziert.
Die geregelte Versorgungsspannung wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch einen MOS-Transistor erzeugt, dessen Drain an die Stromversorgung angeschlossen ist und dessen Source die geregelte Versorgungsspannung liefert. Das Gate des Transistors ist an eine Referenzspannung angeschlossen, die leicht höher ist als die Versorgungsspannung. Die Referenzspannung wird in einer Ausführungsform von einer Regulierladungspumpe auf demselben integrierten Schaltkreis wie die Ladungspumpe, die geregelt wird, erzeugt.
Gemäß der Erfindung ist nicht nur die Treiberspannung für die Ladungspumpe geregelt, sondern auch die Takte, die in der Ladungspumpe verwendet werden, werden mittels geregelter Treiber erzeugt.
Ausführungsformen der Erfindung können auch als ein integrierter Schaltkreis mit einem Flash-EEPROM charakterisiert werden, der an eine Stromversorgung wie ein System mit nur 5 Volt angeschlossen ist, bei dem die Spezifikation der Stromversorgung einen Schwankungsbereich von +/–10% zuläßt. Dieser integrierte Schaltkreis beinhaltet ein Flash-EEPROM-Array und eine Lese-, Programmier- und Löschsteuerung, die an das Array angeschlossen ist. Ein spannungserzeugender Schaltkreis liefert ein hohes Potential an das Array für Programmier- oder Löschvorgänge, abhängig von den speziellen Ladungszuständen der Zellen, die als die programmierten und gelöschten Zustände ausgewählt werden. Der spannungserzeugende Schaltkreis beinhaltet einen regelnden Schaltkreis, der die geregelte Versorgungsspannung erzeugt, so daß sie weniger schwankt als die Versorgungsspannung, wenn die Versorgungsspannung über den spezifizierten Bereich schwankt. Außerdem ist eine Ladungspumpe an den regelnden Schaltkreis angeschlossen, die eine hohe, positive Spannung oder negative Spannung in Abhängigkeit von der geregelten Versorgungsspannung erzeugt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Erfindung als ein Ladungspumpenschaltkreis charakterisiert werden, der einen kontrollierten Ausgangsstrom hat. Dieser Ladungspumpenschaltkreis ist an eine Stromversorgung angeschlossen, die eine Versorgungsspannung hat, die über einen spezifizierten Bereich schwankt. Er weist eine erste Ladungspumpe auf, die eine Referenzspannung in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung erzeugt. Ein Schaltkreis, der an die erste Ladungspumpe angeschlossen ist und auf die Referenzspannung reagiert, erzeugt eine geregelte Versorgungsspannung. Die zweite Ladungspumpe erzeugt eine geregelte Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der geregelten Versorgungsspannung. Diese zweite Ladungspumpe erzeugt einen Ausgangsstrom, und Schwankungen in dem von der zweiten Ladungspumpe erzeugten Ausgangsstrom sind durch die geregelte Versorgungsspannung begrenzt.
Andere Aspekte und Vorzüge der vorliegenden Erfindung kann man bei Betrachtung der Figuren, dem Lesen der detaillierten Beschreibung und der anschließenden Ansprüche verstehen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein Diagramm einer Ladungspumpe mit einer geregelten Versorgung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 stellt den Vorladungsschaltkreis und die Hochzieh- bzw. Pull-up-Schaltkreise dar, die bei der Ladungspumpe von 1 verwendet werden.
3 enthält Zeitdiagramme, die zum Veranschaulichen der Funktionsweise der Ladungspumpe von 1 verwendet werden.
4 ist ein Diagramm, das eine alternative Ausführung für den Vorladungsschaltkreis zeigt, der in der Ladungspumpe von 1 verwendet wird.
5A und 5B stellen Takttreiber für die Ladungspumpen von 1 dar.
6 ist ein Schaltkreisdiagramm des Spannungsreglers, der bei der Ladungspumpe von 1 verwendet wird.
7 ist eine schematische Darstellung des Takttreiber, der bei dem Spannungsregler von 6 verwendet wird.
8 ist ein Zeitdiagramm für die vier Phasentaktsignale bzw. Vier-Phasen-Taktsignale, die von den Schaltkreisen von 7 erzeugt werden.
9 ist ein Blockdiagramm einer Ladungspumpe mit negativer Spannung mit geregelten Takttreibern gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Simulationsgrafik, die den Ausgangsstrom gegen die Ausgangsspannung der negativen Ladungspumpe von 9 darstellt, wenn die Versorgungsspannung über ihren spezifizierten Bereich schwankt, mit und ohne den Regler.
11 ist eine Simulationsgrafik, die den Eingangstreiberstrom für den Ladungspumpentakttreiber von 9 für spezifizierte Ausgangsspannungen zeigt, wenn die Versorgungsspannung über ihren spezifizierten Bereich schwankt, mit und ohne den Regler.
12 ist ein heuristisches Blockdiagramm eines integrierten Flash-EEPROM-Schaltkreises, der die geregelten positiven und negativen Spannungsgeneratoren der vorliegenden Erfindung hat.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform de vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1–12 geliefert. 1 stellt den grundlegenden positiven Spannungserzeuger mit einem Versorgungsregler zur Verwendung in einem integrierten Flash-EEPROM-Schaltkreis gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Dieser Spannungsgenerator beinhaltet einen Versorgungsregler 10, der an die 5-Volt-Stromversorgung V_DD angeschlossen ist. Die 5-Volt-Stromversorgung kann nach ihrer Spezifikation über einen Bereich von 5 +/– 0,5 Volt schwanken. Der Schaltkreis beinhaltet außerdem Ladungspumpentakttreiber-Schaltkreise 11, eine erste Mehrstufen-Ladungspumpe 12, als Ladungspumpe A bezeichnet, und eine zweite Mehrstufen-Ladungspumpe, als Ladungspumpe B bezeichnet. Die Ladungspumpe B ist zum Zweck der Beschreibung eines Beispiels der vorliegenden Erfindung auf Transistorniveau dargestellt. Man erkennt, daß die Ladungspumpe A dieselbe oder eine ähnliche Auslegung haben sollte. Außerdem werden in der Figur die internen Vorladungsschaltkreise 14 und interne Pull-up-Schaltkreise 15 gezeigt, die mit beschrifteten Knoten auf den Ladungspumpen verbunden sind, wie man mit Bezug auf die Ladungspumpe B sehen kann. Die positive Programmierspannung auf den Ausgängen der Ladungspumpen werden auf den Leitungen 16 bzw. 17 geliefert und an den Spannungsbegrenzer bzw. -erhalter angeschlossen, der aus dem Transistor 18 und der Diode 19 besteht.
Der Versorgungsregler 10 erzeugt geregelte Versorgungsspannungen V_DR1 Und V_DR2. Diese geregelten Versorgungsspannungen werden auf der Leitung 20 an die Ladungspumpentaktschaltkreise 11, die Ladungspumpe A und die Ladungspumpe B geliefert. Die Ladungspumpe A wird von der Versorgungsspannung V_DR1 getrieben, während die Ladungspumpe B von der Versorgungsspannung V_DR2 getrieben wird.
Die Ladungspumpentaktschaltkreise 11 erzeugen die mit P1A bis P4A auf der Leitung 21 und mit P1B bis P4B auf der Leitung 22 bezeichneten Ladungspumpentakte. Die Taktsignale P1B bis P4B sind wie dargestellt mit der Ladungspumpe B verbunden.
Die Ausgangsdiode 19 wird durch Anschließen eines vergrabenen Diffusionsbereiches vom n-Typ an Leitung 17 gebildet, wobei der n-artigen verdeckte Diffusionsbereich in einem p-Well gebildet wird. Der p-Well ist geerdet. Die Vereinigung zwischen dem n-artigen verdeckten Diffusionsbereich und der p-Well bildet die Diode 19 mit einer Durchbruchspannung von ungefähr 7 Volt. Der Ausgangstransistor 18 hat in diesem Beispiel eine Breite von 200 Mikron und eine Länge von 1,2 Mikron.
Die Ladungspumpe B erhält als eine Referenzversorgungseingabe auf Leitung 9 die geregelte Versorgungsspannung V_DR2 am Knoten 30. Der Knoten 30 ist an die Source des Transistors 31 und die Source des Transistors 32 angeschlossen. Das Gate der Transistors 31 ist mit dem Knoten 33 verbunden. Die Drain von Transistor 31 ist mit dem Knoten 34 verbunden. Das Gate des Transistors 32 ist an den Knoten 34 und die Drain von Transistor 32 ist mit dem Knoten 33 verbunden. Ein MOS-Kondensator, der aus Transistor 35 gebildet wird, ist mit seinem Gate an den Knoten 34 angeschlossen und mit seiner Source und Drain an den Takteingang P4B. Ein MOS-Kondensator, der von Transistor 36 gebildet wird, ist mit seinem Gate an den Knoten 33 angeschlossen und mit seiner Source und Drain an den Takteingang P1B.
Die Sources der Transistoren 37 und 38 sind mit dem Knoten 33 verbunden. Das Gate von Transistor 37 und die Drain von Transistor 38 sind an den Knoten 39 angeschlossen. Das Gate von Transistor 38 und die Drain von Transistor 37 sind an den Knoten 40 angeschlossen. Das Gate des durch den Transistor 41 gebildeten MOS-Kondensators ist mit dem Knoten 40 und seine Source und Drain sind mit dem Takteingang P2B verbunden. Auch der Knoten 33 ist an das Gate und die Source von Transistor 42 angeschlossen. Die Drain von Transistor 42 ist mit dem Knoten 39 verbunden. Der Knoten 39 ist außerdem an die Reihen-MOS-Kondensatoren, die von den Transistoren 43 und 44 gebildet werden, angeschlossen. Das Gate des Transistors 43 ist mit dem Knoten 39 verbunden und seine Source und Drain sind mit dem Knoten 45 verbunden. Das Gate des Transistors 44 ist mit dem Knoten 45 verbunden, und seine Source und Drain sind an den Takteingang P3B angeschlossen.
Der Knoten 39 ist ferner mit dem Gate und der Source von Transistor 46 und mit den Sources der Transistoren 47 und 48 verbunden. Das Gate von Transistor 47 und die Drain von Transistor 48 sind mit dem Knoten 49 verbunden. Das Gate von Transistor 48 und die Drain von Transistor 47 sind mit dem Knoten 50 verbunden. Auch die Drain von Transistor 46 ist mit dem Knoten 49 verbunden. Der Knoten 50 ist mit den Reihen-MOS-Kondensatoren verbunden, die von den Transistoren 51 und 52 gebildet werden. Das Gate von Transistor 51 ist mit dem Knoten 50 verbunden. Die Source und Drain von Transistor 51 sind mit dem Knoten 53 verbunden. Das Gate von Transistor 52 ist mit dem Knoten 53 verbunden. Die Source und Drain von Transistor 52 sind mit dem Takteingang P4B verbunden. Der Knoten 49 ist mit den Reihen-MOS-Kondensatoren verbunden, die von den Transistoren 54 und 55 gebildet werden. Das Gate des Transistors 54 ist mit dem Knoten 49 und seine Source und Drain sind mit dem Knoten 56 verbunden. Das Gate des Transistors 55 ist mit dem Knoten 56 und seine Source und Drain sind mit dem Takteingang P1B verbunden.
Der Knoten 49 ist auch mit dem Gate und der Source von Transistor 57 verbunden. Die Drain von Transistor 57 treibt die Leitung 17 mit der Ausgabe der Ladungspumpe B.
In diesem Beispiel sind die Transistoren 35, 41, 51 und 52 natürliche bzw. inhärente n-Kanal-Einrichtungen mit einer Breite von 50 Mikron und eine Länge von 15 Mikron. Die Transistoren 31, 37 und 47 sind inhärente n-Kanal-Einrichtungen mit einer Breite von 20 Mikron und einer Länge von 1,2 Mikron. Die Transistoren 32, 38, 48, 42 und 46 sind inhärente n-Kanal-Einrichtungen mit einer Breite von 100 Mikron und einer Länge von 1,2 Mikron. Die Transistoren 36, 43, 54, 44 und 55 sind inhärente n-Kanal-Einrichtungen mit einer Breite von 300 Mikron und einer Länge von 100 Mikron. Der Ausgangstransistor 57 ist eine inhärente n-Kanal-Einrichtung mit einer Breite von 200 Mikron und einer Länge von 1,2 Mikron. Eine "inhärente" n-Kanal-Einrichtung hat keine Anreicherungsdotierung in dem Kanalbereich, die verwendet wird, um die p-artige Dotierung über die Substratstufen bzw. -niveaus in "normalen" n-Kanal-Einrichtungen hinaus zu steigern.
Wie oben erwähnt gibt es Pull-up-Schaltkreise in Ladungspumpe B und ähnliche Pull-up-Schaltkreise in Ladungspumpe A, die mit den Knoten 34, 33, 39, 40, 49 und 50 verbunden sind. Die Knoten, an die Pull-ups angeschlossen sind, sind in 1 mit N1, N11, N2, N12, N3 und N13 beschriftet. Jeder von ihnen besteht aus einem Transistor, dessen Gate und Source an die Versorgungsspannung V_DD angeschlossen und dessen Drain mit dem Knoten, der heraufgezogen wird, verbunden ist. Die Größe dieser Transistoren in diesem Beispiel ist 4 Mikron in der Breite und 1,2 Mikron in der Länge.
Außerdem sind Vorladungsschaltkreise zwischen die Reihen-MOS-Kondensatoren bei den Knoten 53, 45 und 56 geschaltet, die mit INT1, INT2 und INT3 beschriftet sind. Die Vorladungsschaltkreise können die in 2 oder 4 gezeigte Struktur annehmen.
Wie in 2 gezeigt sind zwei MOS-Kondensatoren in Reihe geschaltet, die den MOS-Kondensator 60 und den MOS-Kondensator 61 umfassen. Diese Kondensatoren können zum Beispiel den Kondensatoren entsprechen, die von den Transistoren 54 und 55 in 1 gebildet werden. Ein Vorladungsschaltkreis ist wie abgebildet an den Knoten 62 angeschlossen. Der Vorladungsschaltkreis beinhaltet einen ersten Transistor 63 in Reihe mit einem zweiten Transistor 64. Die Drain des ersten Transistors ist über die als Diode geschalteten Transistoren 65 und 66 an die Versorgungsspannung angeschlossen. Die Source von Transistor 63 ist mit dem Knoten 62 und mit der Drain von Transistor 64 verbunden. Der Knoten 62 kann dem Knoten 56 (INT3) von 1 entsprechen. Die Source von Transistor 64 ist mit Masse bzw. Erde verbunden. Das Gate von Transistor 63 ist mit dem mit CLKB bezeichneten Signal verbunden, welches ein Taktsignal ist. Das Gate von Transistor 64 ist mit einem mit DISC bezeichneten Entladesignal verbunden.
In 2 ist außerdem der Pull-up-Transistor 67 abgebildet, der mit dem Gate des MOS-Kondensators 61 verbunden ist. Somit ist das Gate des MOS-Kondensators 61 mit dem Knoten 68 verbunden, mit welchem wiederum der Pull-up-Schaltkreis, der auf Transistor 67 beruht, verbunden ist. Der Knoten 68 kann dem Knoten 49 (N3) in 1 entsprechen.
Mit Bezug auf 3 wird die Funktionsweise des Vorladungsschaltkreises beschrieben. Insbesondere ist das Signal DISC anfangs hoch, wie bei 80 angegeben. Wenn das Signal DISC hoch ist, hält der Transistor 64 den Knoten 62 geerdet, normalerweise bei Null Volt, wie bei 81 gezeigt. Der Pull-up-Schaltkreis 67 hält den Knoten 68 bei ungefähr 4 Volt, wie bei 82 dargestellt. Wenn der Schaltkreis eingeschaltet wird, fällt das DISC-Signal auf niedrig bei Punkt 83. Das Taktsignal CLKA, das an den MOS-Kondensator 60 von 2 angeschlossen ist, beginnt die Reihenkondensatoren zu takten, wie abgebildet. Wenn der Knoten 62 niedrig ist, ist der MOS-Kondensator 60 ausgeschaltet. Somit hat die erste abfallende Flanke von Takt A bei 84 im Wesentlichen keine Auswirkung auf den Knoten 62 oder den Knoten 68. Nach dem Abfallen des Takts A bei Punkt 84 und nach einem kurzen Intervall, das bei 85 angegeben ist, steigt der Takt B bei 86 an. In ähnlicher Weise fällt der Takt B bei 87 eine kurze Zeit, bevor der Takt A bei 88 ansteigt, ab. Wenn der Takt B ansteigt und der Takt A niedrig ist, beginnt der Knoten 62 durch den Transistor 63 wie bei 89 angegeben aufzuladen. Auch der Knoten 68 folgt dem Knoten 62, weil der Kondensator 61 immer an ist. Wenn der Takt B abfällt und der Takt A während des zweiten Zyklus hoch ist, ist der Knoten 62 noch nicht hoch genug, um dem Kondensator 60 einzuschalten. Daher gibt es keine Pumpaktion. Während des nächsten Zyklus von Takt B steigt der Knoten 62 weiter an, wie bei 90 angegeben, wobei der Knoten 68 folgt. Er erreicht bei 90 eine Stufe bzw. ein Niveau, das hoch genug ist, um den MOS-Kondensator 60 einzuschalten. Zu diesem Zeitpunkt tritt eine Pumpaktion auf, wenn der Takt A ansteigt, die den Knoten 62 um denselben Betrag hochtreibt, um die der Takt A hochgeht, wie bei 92 angegeben. Wenn der Takt A bei 93 abfällt, fällt der Knoten 62, wie bei 94 angegeben. Wenn der Takt B ansteigt, wie bei 95 angegeben, lädt der Knoten 62 auf, wie bei 96 angegeben, wodurch ein Niveau beibehalten wird, das ausreicht, um den MOS-Kondensator 60 während des Pumpvorgangs eingeschaltet zu halten.
4 stellt einen alternativen Vorladungsschaltkreis für die Ladungspumpe von 1 dar. 4 hat Komponenten ähnlich denen in 2 und verwendet die gleichen Bezugszahlen für gleiche Komponenten. Sie unterscheidet sich insofern, als der Vorladungsschaltkreis von dem Transistor 70 und dem Invertierer 71 gebildet wird. In dieser Ausführungsform ist die Drain des Transistors mit dem Knoten 62 verbunden, sein Gate mit dem CLKB-Signal und seine Source mit dem Ausgang des Invertierers 71. Der Eingang des Invertierers 71 ist mit dem DISC-Signal verbunden. Dieser Schaltkreis funktioniert im Wesentlichen auf eine ähnliche Weise wie der in 2, au ßer daß das Signal CLKB hoch sein muß, wenn der Schaltkreis nicht arbeitet, um den Knoten 62 herunterzuziehen.
Die Taktsignale CLKA und CLKB sollten sich in den Ausführungsformen der 2 und 4 nicht überlappen. Wenn sie es täten, könnte der obere Transistor 60 in den frühen Zyklen, nachdem das Signal CLKA hoch ist, einschalten, was zu einem negativen Pumpen bei der nächsten abfallenden Kante von CLKA führen würde. Dies kann den n-Kanal-Einrichtungen, die als Kondensatoren in diesem Schaltkreis verwendet werden, Schaden zufügen.
Die 5A und 5B stellen Ladungspumpentaktschaltkreise dar, die in dem Schaltkreis von 1 verwendet werden können. Für gleiche Komponenten in den 5A und 5B werden dieselben Bezugszahlen verwendet, mit der Ausnahme der Ausgangssignale und der Versorgungsspannungen, wie unten erläutert. 5A stellt die Taktsignale P1A bis P4A bereit und 5B stellt die Schaltkreise dar, die die Taktsignale P1B bis P4B erzeugen. Wie man sehen kann, sind die Schaltkreise im Wesentlichen ähnlich. Jeder enthält einen Aktivierungseingang, V7EN auf der Leitung 100. Die Taktsignale P11, P22, P33 und P44 werden als Eingangsgrößen bzw. Eingaben an die NAND-Gatter 101, 102, 103 und 104 geliefert, wobei die zweite Eingabe an die NAND-Gatter das Aktivierungssignal auf der Leitung 100 ist. Die Ausgangsgrößen bzw. Ausgänge der NAND-Gatter 101 bis 104 werden durch entsprechende Invertierer 105, 106, 107, 108 geführt. Die Invertierer werden durch die geregelte Versorgungsspannung V_DR1 für die Takttreiber in 5A und V_DR2 für die Takttreiber in 5B getrieben. Die Ausgangsgrößen der entsprechenden Invertierer sind die Taktsignale P1A bis P4A bzw. P1B bis P4B.
In einem Beispiel bestehen die Invertierer aus einem p-Kanal-Transistor in Reihe mit einem n-Kanal-Transistor. Der p-Kanal-Transistor für den Invertierer 105 hat eine Breite von 45 Mikron und eine Länge von 0,8 Mikron. Der n-Kanal für den Invertierer 105 hat eine Breite von 26 Mikron und eine Länge von 0,8 Mikron. Der p-Kanal für den Invertierer 106 hat eine Breite von 7 Mikron und eine Länge von 0,8 Mikron, während der n-Kanal eine Breite von 4 Mikron und eine Länge von 0,8 Mikron hat. Für den Invertierer 107 hat der p-Kanal eine Breite von 98 Mikron und eine Länge von 0,8 Mikron, und der n-Kanal hat eine Breite von 52 Mikron und eine Länge von 0,8 Mikron. Für den Invertierer 108 hat der p-Kanal eine Breite von 7 Mikron und eine Länge von 0,8 Mikron, und der n-Kanal hat eine Breite von 4 Mikron und eine Länge von 0,8 Mikron.
6 stellt einen Reglerschaltkreis dar, der verwendet wird, um die Spannungen V_DR1 und V_DR2 für den Schaltkreis von 1 zu erzeugen. In dieser Ausführungsform beinhaltet der Regler eine Ladungspumpe, insgesamt mit 120 bezeichnet, und einen Spannungsteiler, mit 121 bezeichnet. Der Spannungsteiler 121 liefert eine Referenzspannung, die leicht höher ist als die 5-Volt-Versorgung V_DD zum Regulieren von Transistoren, die mit 122 bezeichnet ist.
Die Ladungspumpe 120 wird durch die Versorgungsspannung V_DD auf Leitung 125 versorgt und wird aus inhärenten n-Kanal-Einrichtungen gebildet, die wie folgt angeschlossen sind. Die Leitung 125 ist folgendermaßen an die Sources der Transistoren 126 und 127 angeschlossen. Das Gate von Transistor 126 und die Drain von Transistor 127 sind mit dem Knoten 128 verbunden. Das Gate von Transistor 127 und die Drain von Transistor 126 sind mit dem Knoten 129 verbunden. Der Knoten 129 ist über den MOS-Kondensator, der aus dem Transistor 130 gebildet wird, an den Takt P4G angeschlossen. Somit ist das Gate von Transistor 130 mit dem Knoten 129 und seine Source und Drain sind mit dem Signal P4G verbunden. Außerdem ist das Gate des zu einem MOS-Kondensator gemachten Transistors 131 mit dem Knoten 128 und seine Source und Drain sind mit dem Taktsignal P1G verbunden. Der Knoten 128 ist ferner mit den Sources der Transistoren 132 und 133 verbunden. Das Gate von Transistor 132 und die Drain von Transistor 133 sind an den Knoten 134 angeschlossen. Das Gate von Transistor 133 und die Drain von Transistor 132 sind an den Knoten 135 angeschlossen. Der Knoten 135 ist mit dem Gate des als Kondensator geschalteten Transistors 136 verbunden, dessen Source und Drain an das Taktsignal P2G angeschlossen sind. Außerdem ist der Knoten 134 mit dem Gate von Transistor 137 verbunden, der als ein Kondensator mit seiner Source und Drain an das Taktsignal P3G angeschlossen ist. Der Knoten 134 ist an die Source und das Gate von Transistor 138 angeschlossen, dessen Drain mit dem Knoten 139 verbunden ist. Der Knoten 139 ist mit der Source von Transistor 140 verbunden, dessen Gate und Drain mit der Versorgungsspannung V_DD verbunden sind. Der Knoten 139 ist ferner mit dem Gate des als Kondensator geschalteten Transistors 141 verbunden, dessen Source und Drain mit Masse verbunden sind. Außerdem ist der Knoten 139 mit der Kathode der Diode 142 verbunden, deren Anode mit Masse verbunden ist. Die Diode 142 wird durch einen verdeckten n-Kanal-Diffusionsbereich gebildet, der an den Knoten 139 angeschlossen und in einem p-Well gebildet ist. Der p-Well ist an Masse angeschlossen, wodurch die Anode der Diode gebildet wird. Somit stellt der Knoten 139 eine Ausgangsspannung AVX7V von ungefähr 7 Volt bereit.
Der Ausgang der Ladungspumpe auf der Leitung 139 ist an den Spannungsteiler 121 angeschlossen. Der Spannungsteiler 121 wird vor allem aus einer Reihe von als Diode geschalteten p-Kanal-Transistoren gebildet, die in n-Wells ausgebildet sind. Die p-Kanal-Transistoren umfassen einen ersten inhärenten Transistor 150, dessen Source mit der Leitung 139 und dessen Drain mit dem Knoten N9 verbunden ist.
Die p-Kanal-Transistoren 151 bis 157 sind in Reihe geschaltet und der n-Well und die Source jedes Transistors sind mit dem vorhergehenden Knoten verbunden. Zum Beispiel sind der n-Well und die Source von Transistor 151 an den Knoten N9 angeschlossen. Die Drain jedes Transistors ist mit dem nachfolgenden Knoten verbunden. Zum Beispiel ist die Drain von Transistor 151 mit dem Knoten N8 verbunden. Das Gate jedes Transistors ist an den nächstfolgenden Knoten angeschlossen. Zum Beispiel ist das Gate von Transistor 151 mit dem Knoten N7 verbunden, und das Gate von Transistor 152 ist an den Knoten N8 angeschlossen.
Die Drain von Transistor 157 ist an den Knoten N2 angeschlossen. Das Gate und die Drain des inhärenten n-Kanal-Transistors 158 sind an den Knoten N2 angeschlossen, und seine Source ist an den Knoten N1 angeschlossen. Die Drain eines inhärenten n-Kanal-Transistors 159 ist an den Knoten N1 angeschlossen und seine Source ist an den Knoten N0 angeschlossen. Das Gate von Transistor 159 ist an den Knoten N1 angeschlossen. Die Drain des n-Kanal-Transistors 160 ist an den Knoten N0 angeschlossen, und seine Source ist an Masse angeschlossen. Das Gate von Transistor 160 ist an das Steuersignal V7EN angeschlossen. Wenn das Signal V7EN an dem Gate von Transistor 160 an ist, wird eine Referenzspannung an Knoten N9 erzeugt und auf der Leitung 161 bereitgestellt. Außerdem ist an die Leitung 161 ein inhärenter n-Kanal-Transistor 162 angeschlossen, dessen Source mit der Leitung 161 verbunden ist und dessen Gate und Drain an die Versorgung V_DD angeschlossen sind. Ein p-Kanal-Transistor 162 ist ferner mit seiner Drain an die Leitung 161 angeschlossen. Die Source von Transistor 163 ist an die Leitung 139 angeschlossen. Außerdem ist das Gate von Transistor 163 an die Leitung 139 angeschlossen. In ähnlicher Weise ist der n-Well von Transistor 163 mit der Leitung 139 zurückverbunden. Diese Konfiguration des Spannungsteilers erzeugt eine Spannung von ungefähr 6,3 Volt auf der Leitung 161 und kann einfach angepaßt werden, um eine Vielzahl von Referenzpotentialen wie 5,9 Volt, die höher als V_DD sind, bereitzustellen.
Die Referenzspannung auf der Leitung 161 hat einen Wert von ungefähr 6,3 Volt, die leicht höher als die Versorgungsspannung ist und als Referenzspannung für die Reglerschaltkreise 122 verwendet wird. Die Reglerschaltkreise in 6 werden von den n-Kanal-Transistoren 170 und 171 gebildet. Das Gate von Transistor 170 ist auf der Leitung 161 mit dem Knoten N9 verbunden und seine Drain ist mit der Versorgungsspannung V_DD verbunden. Die Source von Transistor 170 liefert die Referenz V_DR1. Ähnlich ist das Gate von Transistor 171 mit der Referenzspannung auf der Leitung 161 verbunden, und seine Drain ist mit der Versorgungsspannung V_DD verbunden. Die Source von Transistor 171 liefert die geregelte Versorgung V_DR2.
Die Transistoren 170 und 171 sind darauf gerichtet, die Spannung an ihren Sources zu regeln, so daß sie in den Bereich von ungefähr 4,4 bis 4,8 Volt oder 4,6 ± 0,2 Volt fällt. Die Transistoren 170, 171 sind in einer Ausführungsform inhärente Einrichtungen mit einer Breite von ungefähr 500 Mikron und einer Länge von ungefähr 1,2 Mikron mit einer Gatespannung von 5,9 Volt. Sie können alternativ mittels normaler MOS-Einrichtungen implementiert werden, d. h. mit einem Anreicherungsimplantat in dem Kanalbereich, wie zum Beispiel einer 400 Mikron mal 0,8 Mikron Einrichtung mit einem höheren Gatepotential wie zum Beispiel 6,3 Volt. Die Versorgungsspannung V_DR1 wird auf einem Wert geregelt, der ungefähr gleich der Referenzspannung V_REF auf der Leitung 161 ist abzüglich der Schwellwertspannung des Transistors. Wenn die Versorgungsspannung V_DD ansteigt, neigt die Referenzspannung V_DR1 dazu, ebenfalls anzusteigen, aber der Schwellwertabfall des Transistors steigt wegen des n-Kanal-Substratregeleffektes ebenso an. Dies regelt die Schwankung der Versorgungsspannung V_DR1, so daß sie viel weniger schwankt als V_DD in dem angegebenen Bereich von 5 Volt +/–10%.
7 stellt die Takttreiber für die Ladungspumpe 120 dar, die in dem in 6 abgebildeten Reglerschaltkreis verwendet werden. Diese Takttreiber sind ähnlich den in den 5A und 5B abgebildeten mit der Ausnahme, daß die Invertierer durch V_DD getrieben werden statt durch die geregelten Versorgungsspannungen. Somit werden diese Signale durch das Signal auf der Leitung 180 aktiviert, die an den Eingang der NAND-Gatter 181 bis 184 angeschlossen ist. Die Taktsignale P11, P22, P33 und P44 sind als zweite Eingangsgrößen jeweils auf die NAND-Gatter 181 bis 184 geschaltet. Die Ausgaben bzw. Ausgänge der NAND-Gatter 181 bis 184 treiben die Invertierer 185 bis 188. Der Ausgang der Invertierer treibt die entsprechenden Takteingänge an der Ladungspumpe 120. Die Ladungspumpe 120 ist dafür ausgelegt, eine 7-Volt-Ausgabe mit einem Gleichstrom von weniger als 7 Mikroampere über den Spannungsteiler 121 zu erzeugen. Somit ist es ein Generator einer Referenzspannung mit relativ niedrigem Strom, der als ein Regler für die Ladungspumpen mit höherem Strom verwendet wird, die für die Hauptfunktionsschaltungen des integrierten Schaltkreises verwendet werden.
8 ist das Zeitablaufdiagramm für die vier Phasentakte bzw. Vier-Phasen-Takte, die verwendet werden, um die vier in 1 abgebildeten Phasenladungspumpen zu treiben. Das Diagramm enthält Aufzeichnungen für die Taktsignale P1B, P2B, P3B und P4B. Der Zeitablauf der Übergänge der Taktsignale steuert die Funktion bzw. den Betrieb der Ladungspumpe, wie Fachleute auf dem Gebiet erkennen. Die maximale Höhe aller Impulse der Takte werden durch die geregelten Treiber wie in den 5A und 5B dargestellt geregelt. Ähnliche vier Phasentakte können für die in 6 abgebildete Ladungspumpe verwendet werden.
9 liefert ein schematisches Diagramm einer Ladungspumpe mit negativer Spannung, die auf geregelten Versorgungsspannungen gemäß der vorliegenden Erfindung beruht. In einer Figur stellt der Block 900 einen Ladungspumpenschaltkreis wie den Ladungspumpenschaltkreis in Block 13 von 1 dar. Um jedoch eine negative Spannung zu erzeugen, ist für den negativen Ladungspumpenschaltkreis 900 der Versorgungseingang 901, der der Leitung 9 von 1 entspricht, mit Masse verbunden. Die Taktsignale F1 bis F4 sind mit ähnlichen Ladungspumpenschaltkreisen in einer Vier-Phasen-Beziehung verbunden wie Block 13 von 1, außer daß die Transistoren, die verwendet werden, um die Ladungspumpe zu implementieren, p-Kanal- anstelle von n-Kanal-Transistoren sind. Dies führt dazu, daß die Ladungspumpe eine negative Spannung auf dem Ausgang 902 erzeugt. Die Vier-Phasen-Taktsignale haben eine Zeitablaufbeziehung wie die in 8 wiedergegebene, um die negative Spannung zu erzeugen. In der Ausführungsform von 9 werden die Taktsignale von den geregelten Takttreibern 903 und 904 erzeugt, die wie in den 5A und 5B abgebildet implementiert sind. Die Taktsignale F1 bis F4 entsprechen den Taktsignalen P1B bis P4B in einer Ausführungsform mit positiven Ladungspumpen.
Die 10 und 11 stellen die Verbesserung in der Leistung dar, die durch eine geregelte Ladungspumpe für negative Ausgangsspannung gemäß der vorliegenden Erfindung gewährleistet wird. In 10 ist die Ausgangsspannung der Ladungspumpe gegen den Ausgangsstrom der Ladungspumpe für vier Bedingungen eingetragen. Die ersten zwei Bedingungen, die durch den offenen Kreis bzw. das offene Quadrat dargestellt sind, sind eine 5,6-Volt-Versorgung bei Null Grad Celsius und eine 4,4-Volt-Versorgung bei 85 Grad Celsius, die die Schwankungen der ungeregelten Versorgungsspannung im Ausgangsstrom über den angegebenen Bereich der Eingangsversorgung darstellen. Somit wird bei einer Ausgangsspannung der Ladungspumpe von minus 6 Volt der Ausgangsstrom mit einer 4,4-Volt-Versorgung bei 85 Grad Celsius durch die Koordinate 300 bei ungefähr 800 Mikroampere dargestellt. Für dieselbe Ausgangsspannung mit einer 5,6-Volt-Versorgung bei Null Grad Celsius wird der Ausgangsstrom durch die Koordinate 301 bei ungefähr 2500 Mikroampere dargestellt. Somit variiert der Ausgangsstrom für eine angegebene Ausgangsspannung für den Ladungspumpenschaltkreis von 1 zwischen ungefähr 800 Mikroampere und ungefähr 2500 Mikroampere oder einem Bereich von 3 : 1. Mit der geregelten Ladungspumpe gemäß der vorliegenden Erfindung werden die graphischen Darstellungen in den geschlossenen Kreisen und geschlossenen Quadraten für 4,4 Volt bei 85 Grad Celsius bzw. 5,6 Volt bei Null Grad Celsius abgebildet. Wie man sehen kann, zeigt die Koordinate 302 bei minus 6 Volt die 4,4-Volt-Bedingung. Diese Bedingung erzeugt einen Ausgangsstrom von ungefähr 750 Mikroampere. Die Koordinate 303 zeigt den Ausgangsstrom bei minus 6 Volt für 5,6 Volt Versorgungsstrom bei Null Grad Celsius mit der geregelten Ladungspumpe. Wie man sehen kann, liegt dieser Wert gerade oberhalb von 1100 Mikroampere.
11 zeigt die Schwankung im Strom, der durch den Ladungspumpentakttreiber gezogen wird, unter dieselben Bedingungen mit den offenen Kreisen und Quadraten, die den Bedingungen 4,4 Volt bzw. 5,6 Volt des ungeregelten Ladungspumpentakttreibers entsprechen, und mit geschlossenen Kreisen und Quadraten, die den Bedingungen 4,4 Volt bzw. 5,6 Volt des geregelten Ladungspumpentakttreibers entsprechen. Wie man sehen kann, zieht der Ladungspumpentakttreiber bei minus 6 Volt bei ungeregelter Versorgung ungefähr 4,5 Milliampere, wie durch die Koordinate 306 dargestellt ist. Bei 5,6 Volt bei ungeregelter Versorgung zieht der Ladungspumpentakttreiber ungefähr 12 Milliampere, wie durch die Koordinate 307 dargestellt. Mit der geregelten Versorgung ist der von dem Ladungspumpentakttreiber gezogene Strom bei dem niedrigen Bereich von 4,4 Volt bei der Koordinate 308 dargestellt und beträgt ungefähr 4 Milliampere. In der hohen Spannungsbedingung der Versorgung bei 5,6 zieht der geregelte Ladungspumpentakttreiber ungefähr 7 Milliampere, wie bei der Koordinate 309 dargestellt. Somit kann man sehen, daß unter den ungeregelten Bedingungen der von dem Ladungspumpentakttreiber gezogene Strom bei einem Ausgang von minus 6 Volt über einen Bereich von ungefähr 4,5 bis 12 Milliampere schwankt, während mit der geregelten Spannung an dem Ladungspumpentakttreiber der Strom von 4 bis 6,5 Milliampere schwankt. Dies ist eine wesentliche Verbesserung der Leistung für die Ladungspumpe gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine weiter verbesserte Steuerung der Fluktuation bzw. Schwankung von Strömen in dem Ladungspumpentakttreiber kann durch genaue Steuerung der Pumpentaktfrequenz erzielt werden.
12 stellt eine bevorzugte Anwendung der geregelten Ladungspumpe der vorliegenden Erfindung dar. Insbesondere ist ein integrierter Schaltkreis einer Flash-EEPROM-Einrichtung dargestellt. Somit beinhaltet der integrierte Schaltkreis von 12 ein Flash-EEPROM-Speicherarray 200, das mit einer Mehrzahl von redundanten Speicherzellen 201 verbunden ist, die zum Ersetzen ausgefallener Zellen in dem Hauptarray wie in der Technik bekannt verwendet werden. Eine Mehrzahl von Referenzzellen 202 werden mit Sensorverstärkern 207 zum differentiellen Abtasten des Zustandes der Zellen in dem Speicherarray verwendet.
An das Speicherarray 200 sind Wortleitungs- und Blockauswahl-Dekodierer 204 zur horizontalen Dekodierung in dem Speicherarray angeschlossen. Außerdem sind an das Speicherarray 200 der Spalten-Dekodierer und der virtuelle Masseschaltkreis 205 zur vertikalen Dekodierung in dem Array angeschlossen.
An den Spalten-Dekodierer und den virtuellen Masseschaltkreis 205 sind die Programmierdaten-Eingabestrukturen 203 angeschlossen. Somit stellen die Sensorverstärker 207 und die Programmierdaten-Eingabestrukturen 203 Dateneingangs- und -ausgangsschaltungen bereit, die an das Speicherarray angeschlossen sind.
Der integrierte Flash-EEPROM-Schaltkreis wird typischerweise in einem Nur-Lese-Modus, einem Programmiermodus und einem Löschmodus betrieben. Daher ist die Modussteuerschaltung 206 mit dem Array 200 verbunden.
Schließlich wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während der Programmier- und Löschmodi ein hohes positives oder ein negatives Potential an das Gate, die Source und/oder die Drain der Speicherzellen angelegt. Daher werden ein Generator negativer Spannung 208 wie die Ladungspumpe von 9 und ein Generator positiver Spannung 209 wie die Ladungspumpe von 1 zum Bereitstellen der verschiedenen Referenzspannungen an das Array verwendet. Die Generatoren negativer und positiver Spannungen 208 und 209 werden von einem Reglerschaltkreis 210 wie oben beschrieben getrieben, der seinerseits durch die Stromversorgungsspannung V_DD auf der Leitung 211 versorgt wird, die als 5 Volt und über einen Bereich von +/–10% schwankend spezifiziert ist.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung einen Ladungspumpenmechanismus zur Verwendung bei Flash-EEPROM-Einrichtungen zur Verfügung, der deutlich verbesserte Leistungseigenschaften zum Zweck des Betriebs bei niedriger Leistung und zum Zweck konsistenter Programmier- und Löschoperationen bietet. Die durch die vorliegende Erfindung gelehrte Technik unterdrückt die Schwankung des Ausgangsstromes und des Treiberstromes, wenn die Versorgungsspannung zwischen 5,6 Volt bei Null Grad Celsius und 4,4 Volt bei 85 Grad Celsius schwankt. Ferner reduziert sie nicht den Ausgangsstrom am unteren Ende der Versorgungsspannung bei 4,4 Volt und 85 Grad Celsius. Die Schwankung in den Strömen beruht hauptsächlich auf den Taktfrequenzdifferenzen, die ungefähr das 1,8-Fache betragen.
Während das Vorstehende eine vollständige und komplette Offenbarung der Erfindung liefert, liegen für Fachleute auf dem Gebiet natürlich Änderungen, Integrationen, alternative Implementierungen und Konstruktionen auf der Hand, die nicht von dem Schutzumfang der Erfindung abweichen. Daher sollten die vorstehenden Beschreibungen und Darstellungen nicht als den Schutzbereich der Erfindung beschränkend ausgelegt werden, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Integrierter Ladungspumpenschaltkreis, der mit einer Stromversorgung verbunden ist, welche eine Versorgungsspannung (V_DD) hat, die in einem spezifizierten Bereich variieren kann, mit: einem Regelschaltkreis (10), der mit der Stromversorgung verbunden ist, um eine geregelte Versorgungsspannung (V_DR1, V_DR2) in Reaktion auf die Versorgungsspannung zu erzeugen, wobei der Regelschaltkreis die geregelte Versorgungsspannung regelt, so daß sie weniger als die Versorgungsspannung variiert, wenn die Versorgungsspannung in dem spezifizierten Bereich variiert, einer Ladungspumpe (11–15; 900), die mit dem Regelschaltkreis verbunden ist und die so betreibbar ist, daß sie in Reaktion auf die geregelte Versorgungsspannung eine Ausgangsspannung erzeugt, wobei die Ausgangsspannung entweder eine negative Spannung (NEG V) oder eine positive Spannung (POS V) ist, die größer als die Versorgungsspannung ist, wobei die Ladungspumpe einen Pumpenreferenzeingang (9, 30) aufweist, und einem Pumpentakttreiber (11), um einen Pumpentakt für die Ladungspumpe zu erzeugen, wobei die geregelte Versorgungsspannung mit dem Pumpenreferenzeingang und dem Pumpentakttreiber verbunden ist.
Integrierter Speicherschaltkreis, der mit einer Stromversorgung verbunden ist, welche eine Versorgungsspannung hat, die innerhalb eines spezifizierten Bereichs variieren kann, mit: einem Speicherarray (200) mit erdfreien Gates, einer Lese-, Programmier- und Löschsteuerung (206), die mit dem Array verbunden ist, und mit einem integrierten Ladungspumpenschaltkreis (208, 209, 210), wie er in Anspruch 1 beansprucht ist, um ein Programmierpotential für Programmier- oder Löschvorgänge für das Array zuzuführen.
Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ladungspumpe einen Versorgungsstrom (I_CC) zieht und wobei Variationen in dem Versorgungsstrom, welcher durch die Ladungspumpe gezogen wird, durch die geregelte Versorgungsspannung begrenzt werden.
Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ladungspumpe einen Ausgangsstrom (I_OUT1) erzeugt und wobei Variationen in dem Ausgangsstrom, welche durch die Ladungspumpe erzeugt werden, durch die geregelte Versorgungsspannung begrenzt werden.
Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der integrierte Ladungspumpenschaltkreis einen geregelten Ausgangsstrom hat und wobei der Regelschaltkreis aufweist: eine Ladungspumpe (120) des Reglers, welche eine erste Bezugsspannung (AVX7V) in Reaktion auf die Versorgungsspannung erzeugt, und einen Steuerschaltkreis (122), der auf die erste Bezugsspannung und die Versorgungsspannung reagiert und welcher die geregelte Versorgungsspannung erzeugt, und wobei die Ladungspumpe einen Ausgangsstrom erzeugt und Variationen in dem Ausgangsstrom, welche durch die Ladungspumpe erzeugt werden, durch die geregelte Versorgungsspannung begrenzt werden.
Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Regelschaltkreis eine Ladungspumpe (120) des Reglers aufweist, welche eine erste Bezugsspannung (AVX7V) erzeugt, und mit einem Regelschaltkreis (122), der auf die Bezugsspannung und die Versorgungsspannung reagiert, um die geregelte Versorgungsspannung zu erzeugen.
Schaltkreis nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Regelschaltkreis einen Transistor (170, 171) aufweist, dessen Drain mit der Versorgungsspannung verbunden ist, dessen Gate mit der ersten Bezugsspannung verbunden ist und an dessen Source die geregelte Spannung bereitgestellt wird.
Schaltkreis nach Anspruch 7, wobei die erste Bezugsspannung größer als die Versorgungsspannung ist.
Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2 oder 5, wobei die Versorgungsspannung nominell 5 V plus oder minus 10% beträgt.
Schaltkreis nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ladungspumpe eine Ladungspumpe (209) für positive Spannung aufweist, die mit dem Regelschaltkreis verbunden ist, welcher positive Programmierspannungen in Reaktion auf die geregelten Versorgungsspannungen erzeugt, und wobei eine Ladungspumpe (208) für negative Spannung mit dem Regelschaltkreis verbunden ist, welcher negative Programmierspannungen in Reaktion auf die geregelten Versorgungsspannungen erzeugt.
Schaltkreis nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ladungspumpe eine Vierphasen-Ladungspumpe (13) aufweist.