一種對eeprom實現穩壓的方法及eeprom器件的製作方法
2023-04-28 03:54:36 2
一種對eeprom實現穩壓的方法及eeprom器件的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種對EEPROM實現穩壓的方法及EEPROM器件，其方法包括：基於分壓電路獲得EEPROM上穩壓電路處於穩壓狀態下的分壓電壓；通過比較器比較所述處於穩壓狀態下的分壓電壓與帶隙基準源所產生的基準電壓的大小，如果所述分壓電壓小於所述基準電壓時，則開啟時鐘信號觸發電荷泵產生高壓輸入到穩壓電路端；基於分壓電路獲得EEPROM上穩壓電路處於升壓狀態下的分壓電壓；當比較器判斷所述分壓電路中所獲得的升壓狀態下的分壓電壓達到所述基準電壓時，則停止時鐘信號觸發電荷泵產生高壓。本發明實施例通過電荷泵實現EEPROM器件中的升壓輸入，實現EPPROM遂穿所需的閾值電壓，並基於穩壓電路實現EPPROM電路的穩壓。
【專利說明】—種對EEPROM實現穩壓的方法及EEPROM器件
【技術領域】
[0001]本發明涉及RFID閱讀器【技術領域】，具體涉及一種對EEPROM實現穩壓的方法及EEPROM 器件。
【背景技術】
[0002]帶電可擦寫可編程只讀存儲器(EEPROM,Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory)是一種掉電後數據不丟失的存儲晶片，其可通過高於普通電壓的作用來擦除和重編程。EEPROM不需從計算機中取出即可修改，在一個EEPROM中，當計算機在使用的時候可頻繁地反覆編程，因此EEPROM的壽命是一個很重要的設計考慮參數。EEPROM是一種特殊形式的快閃記憶體，其應用通常是個人電腦中的電壓來擦寫和重編程。
[0003]在RFID系統中，EEPROM常被用作存儲密鑰，配置，數據等等。EEPROM的穩定正常工作也是非常重要，否則會導致整個系統崩潰，出錯。EEPROM採用一種向浮柵注入或者移去電荷的機制，稱為遂穿效應。為此採用了一種經過修改稱為FLOTOX (floating-gatetunnel oxide)電晶體的浮柵器件作為可支持電擦除過程的可編輯器件。它與FAMOS器件類似，但隔離浮柵與溝道和漏端的那小部分絕緣介質的厚度減少到大約1nm或更小。當把一個約10V的電壓(相當於約109V/m的電場強度)加到這一很薄的絕緣層時，電子通過Fowler-Nordhelm遂穿機理穿入或穿出浮柵。目前EPPROM遂穿所需的閾值電壓高於閱讀器的工作電壓，比如現有EPPROM遂穿所需的閾值電壓一般設定在16V，而閱讀器的工作電壓是5V，而閱讀器的工作電壓無法達到EPPROM遂穿所需的閾值電壓，需要採用一定的手段使EPPROM具有穩定的閾值電壓。
【發明內容】
[0004]針對現有閱讀器的工作電壓無法實現EPPROM遂穿所需的閾值電壓，本發明提出了一種對EEPROM實現穩壓的方法及EEPROM器件，能實現EEPROM的遂穿效應。
[0005]本發明提供了一種對EEPROM實現穩壓的方法，所述方法包括如下步驟:
[0006]基於分壓電路獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩壓電路處於穩壓狀態下的分壓電壓；
[0007]通過比較器比較所述分壓電壓與帶隙基準源所產生的基準電壓的大小，如果所述分壓電壓小於所述基準電壓時，則開啟時鐘信號觸發電荷泵產生高壓輸入到穩壓電路端；
[0008]當比較器判斷所述分壓電路中所獲得的升壓狀態下的分壓電壓達到所述基準電壓時，則停止時鐘信號觸發電荷泵產生高壓。
[0009]所述分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。
[0010]所述穩壓電路由穩壓電容構成。
[0011]相應的，本發明還提供了一種EEPROM器件，包括:
[0012]分壓電路，用於獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩壓電路的分壓電壓；
[0013]比較器，用於比較所述分壓電壓與帶隙基準源所產生的基準電壓的大小；
[0014]時鐘控制電路，用於根據比較器反饋的結果，當處於穩壓狀態下的分壓電壓小於基準電壓時，控制時鐘信號開啟電荷泵產生高壓輸入到穩壓電路；以及在處於升壓狀態下的分壓電壓達到基準電壓時，控制時鐘信號停止電荷泵產生高壓；
[0015]穩壓電路，用於穩壓；
[0016]帶隙基準源，用於產生基準電壓；
[0017]電荷泵，用於受控於時鐘控制電路完成對穩壓電路的升壓。
[0018]所述分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。
[0019]所述穩壓電路由穩壓電容構成。
[0020]本發明可以通過電荷泵實現EEPROM器件中的升壓輸入，實現EPPROM遂穿所需的閾值電壓，並基於穩壓電路實現EPPROM電路的穩壓。由於帶隙基準產生的基準電壓比較小，這裡採用了分壓的方式進行比較。本發明中採用了電阻分壓，也可以採用電容分壓。電容分壓相對於電阻分壓可以隔絕直流電流的產生，減少EEPROM器件版圖面積。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0022]圖1是本發明實施例中的對EEPROM實現穩壓的方法流程圖；
[0023]圖2是本發明實施例中的EEPROM器件結構原理圖；
[0024]圖3是本發明實施例中的EEPROM器件中基於穩壓電容和分壓電容來實現EEPROM穩壓的器件原理圖；
[0025]圖4是本發明實施例中的電荷泵結構原理圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0027]圖1示出了本發明實施例中的對EEPROM實現穩壓的方法流程圖，包括如下步驟:
[0028]SlOl、基於分壓電路獲得EEPROM上穩壓電路處於穩壓狀態下的分壓電壓；
[0029]因為帶隙基準產生的基準電壓小於5V，這裡需要先將穩壓電路上的電壓進行分壓才能比較，該分壓電壓一般小於5v，按照比例分壓處理。
[0030]分壓電路有很多種，有電阻分壓，電容分壓等等。本實施例中採用電容分壓要優於電阻分壓，採用電阻分壓時，會產生電流到地，需要考慮到功耗問題，比如設計為IuA的電流，總電阻需要16M歐姆，該電阻對比EEPROM器件來說是一個非常龐大的電阻，所佔用器件版圖面積也將比較巨大，在實施例中採用電容分壓，所佔用版圖面積比較小，並且電容可以隔絕直流電流的產生。
[0031]S102、通過比較器比較穩壓狀態下的分壓電壓與帶隙基準源所產生的基準電壓的大小，如果穩壓狀態下的分壓電壓小於基準電壓，則進入到S103，否則繼續S102 ；
[0032]S103、如果所述分壓電壓小於基準電壓時，則開啟時鐘信號觸發電荷泵產生高壓輸入到穩壓電路端；
[0033]S104、基於分壓電路獲得EEPROM上穩壓電路處於升壓狀態下的分壓電壓；
[0034]S105、通過比較器比較升壓狀態下的分壓電壓與帶隙基準源所產生的基準電壓的大小；
[0035]如果升壓狀態下的分壓電壓小於基準電壓，則繼續升壓環節，直到穩壓電路端所產生的電壓達到EPPROM遂穿所需的閾值電壓。在此過程中電荷泵一直在產生高壓作用，而分壓電路也一直在起到作用，比較器也一直在進行狀態比較等，即一直循環S104和S105的步驟。如果升壓狀態下的分壓電壓達到基準電壓時，則進入到S106。
[0036]S106、當比較器判斷所述分壓電路中所獲得的升壓狀態下的分壓電壓達到所述基準電壓時，則停止時鐘信號觸發電荷泵產生高壓。
[0037]需要說明的是，當EPPROM器件實現高壓穩壓之後，其處於穩壓狀態之下，在整個工作過程中，始終處於SlOl與S102的比較過程中，如果存在功耗損失過大時，則會觸發S103步驟。整個穩壓過程中一般的穩壓電壓是達到了 EPPROM遂穿所需的閾值電壓，低於閾值電壓時，會促發電荷泵對穩壓電壓充電，實現升壓過程，使穩壓電路的電壓達到閾值電壓，從而再停止對穩壓電路供電，使穩壓電路處於穩壓狀態。
[0038]圖2示出了本發明實施例中的EEPROM器件結構原理圖，該EEPROM器件包括有:
[0039]分壓電路，用於獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩壓電路的分壓電壓；
[0040]比較器，用於比較所述分壓電壓與帶隙基準源所產生的基準電壓的大小；
[0041]時鐘控制電路，用於根據比較器反饋的結果，當處於穩壓狀態下的分壓電壓小於基準電壓時，控制時鐘信號開啟電荷泵產生高壓輸入到穩壓電路；以及在處於升壓狀態下的分壓電壓達到基準電壓時，控制時鐘信號停止電荷泵產生高壓；
[0042]穩壓電路，用於穩壓；
[0043]帶隙基準源，用於產生基準電壓；
[0044]電荷泵，用於受控於時鐘控制電路完成對穩壓電路的升壓。
[0045]需要說明的是，該分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。需要說明的是，穩壓電路由穩壓電容構成。
[0046]需要說明的是，當EPPROM器件實現高壓穩壓之後，其處於穩壓狀態之下，在整個工作過程中，如果存在功耗損失過大時，則會觸發升壓過程。整個穩壓過程中一般的穩壓電壓是達到了 EPPROM遂穿所需的閾值電壓，低於閾值電壓時，會促發電荷泵對穩壓電壓充電，實現升壓過程，使穩壓電路的電壓達到閾值電壓，從而再停止對穩壓電路供電，使穩壓電路處於穩壓狀態。
[0047]圖3示出了本發明實施例中的EEPROM器件中基於穩壓電容和分壓電容來實現EEPROM穩壓的器件原理圖，通過電荷泵結構產生高壓，然後對高壓進行分壓處理，分出一個電壓與帶隙基準產生的基準電壓比較，若判斷電壓達到或者超過閾值電壓16V，則關閉產生高壓電路的充放電時鐘信號，停止升壓；由於EEPROM工作的損耗，電壓會再次拉低，若電壓低於16V，則重新開啟CLK，使得電壓動態穩定在16V，同時該處接入一個較大穩壓濾波電容，使得電壓穩定少紋波。
[0048]圖4示出了本發明實施例中的電荷泵結構原理圖，當CLK為低電平時，NMOS管打開，PMOS管關閉，由VIN_1對電容進行充電；半個時鐘周期後，CLK為高電平，同時NMOS管關閉，PMOS管打開，此時，如果電容充放電充分VOUT = VIN_1+VCLK,從而達到電壓提高的效果。多組這種結構接到一起就形成了產生高壓電荷泵。只有CLK的作用，電荷泵才能工作，如果關閉CLK，就不能產生高壓，VOUT始終等於VIN_1。
[0049]本發明實施例中的帶隙基準產生的基準電壓一般小於5V，需要先將穩壓電壓中的高壓進行分壓才能比較。分壓電路有很多種，有電阻分壓，電容分壓等等，這裡採用電容分壓會優於電阻分壓。電阻分壓時，會產生電流到地，假設設計為IuA的電流，總電阻就得是16M歐姆，這是一個非常龐大的電阻，版圖面積也非常巨大，然而用電容代替電阻，電容隔絕了直流電流的產生。電容分壓後的電壓與基準電壓比較，得出的結果控制CLK開關，從而形成有效的高壓控制管理。
[0050]綜上，本發明可以通過電荷泵實現EEPROM器件中的升壓輸入，實現EPPROM遂穿所需的閾值電壓，並基於穩壓電路實現EPPROM電路的穩壓。由於帶隙基準產生的基準電壓比較小，這裡採用了分壓的方式進行比較。本發明中採用了電阻分壓，也可以採用電容分壓。電容分壓相對於電阻分壓可以隔絕直流電流的產生，減少EEPROM器件版圖面積。
[0051]本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序可以存儲於一計算機可讀存儲介質中，存儲介質可以包括:只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或光碟等。
[0052]以上對本發明實施例所提供的對EEPROM實現穩壓的方法及EEPROM器件進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種對EEPROM實現穩壓的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟: 基於分壓電路獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩壓電路處於穩壓狀態下的分壓電壓； 通過比較器比較所述處於穩壓狀態下的分壓電壓與帶隙基準源所產生的基準電壓的大小，如果所述分壓電壓小於所述基準電壓時，則開啟時鐘信號觸發電荷泵產生高壓輸入到穩壓電路端； 基於分壓電路獲得EEPROM上穩壓電路處於升壓狀態下的分壓電壓； 當比較器判斷所述分壓電路中所獲得的升壓狀態下的分壓電壓達到所述基準電壓時，則停止時鐘信號觸發電荷泵產生高壓。
2.如權利要求1所述的對EEPROM實現穩壓的方法，其特徵在於，所述分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。
3.如權利要求1或者2所述的對EEPROM實現穩壓的方法，其特徵在於，所述穩壓電路由穩壓電容構成。
4.一種EEPROM器件，其特徵在於，包括: 分壓電路，用於獲得帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM上穩壓電路的分壓電壓； 比較器，用於比較所述分壓電壓與帶隙基準源所產生的基準電壓的大小； 時鐘控制電路，用於根據比較器反饋的結果，當處於穩壓狀態下的分壓電壓小於基準電壓時，控制時鐘信號開啟電荷泵產生高壓輸入到穩壓電路；以及在處於升壓狀態下的分壓電壓達到基準電壓時，控制時鐘信號停止電荷泵產生高壓； 穩壓電路，用於穩壓； 帶隙基準源，用於產生基準電壓； 電荷泵，用於受控於時鐘控制電路完成對穩壓電路的升壓。
5.如權利要求4所述的EEPROM器件，其特徵在於，所述分壓電路為分壓電容或者為分壓電阻。
6.如權利要求4或者5所述的EEPROM器件，其特徵在於，所述穩壓電路由穩壓電容構成。
【文檔編號】G11C16/10GK104167223SQ201410375045
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】吳勁, 胡建國, 丁一, 段志奎, 王德明, 郝志剛 申請人:中山大學, 廣州中大數碼科技有限公司, 廣州中大微電子有限公司