用於從負載電容電路釋放電壓的系統和方法

2024-02-14 00:11:15

專利名稱：用於從負載電容電路釋放電壓的系統和方法
用於從負載電容電路釋放電壓的系統和方法背景領域各種實施方式涉及到電子電路，並且特別地涉及到用於從負載電容電路釋放電壓的電路、系統和方法。相關技術描述當今的高電壓放電電路使用多個電流源或者選通電阻器來釋放電壓。需要多個電流源或者選通電阻器，因為負載電容可能根據晶片執行的操作而變化。每個電流源需要單獨的調諧，其依賴於負載電容。在先前的放電電路，電流源或者選通電阻器的大小必須被調整以適應被放電的電容性負載的大小。在非易失性存儲器的情況下，根據執行的高電壓操作以及存儲器件的大小，電容性負載將是不同的。高電壓操作是有區別的，因為存儲器陣列的不同部件對於不同的操作(例如，編程和擦除)以高電壓被供給能量。每個高電壓操作需要不同大小的電流源或者選通電阻器，並且這消耗額外的電路面積。電容性負載的精確值可能不被充分獲知，直到電路設計完成。因此，不同的電容型負載需要耗時的調諧，這通常發生接近在設計方案的結束處。陣列尺寸的變化意為沒有附加調諧的電路再使用也是受限的。改變電介質厚度的工藝變化將改變負載電容，並因此將改變放電電壓轉換速率。放電電壓轉換速率對避免被稱為「雙極快速反回」的現象是重要的，該現象可以導致電子電路中的閂鎖。附圖簡述為了令本發明的優勢將被容易地理解，對以上簡短描述的本發明的更特定的描述將通過參考在附圖中示出的具體實施方式
被呈現出來。理解到這些附圖描述僅僅是本發明有代表性的實施方式，並且並不因此被認為是對本發明範圍的限制，本發明將通過利用附圖，以額外的特性和細節被描述和解釋，其中:

圖1是用於從負載電容電路釋放電壓的電路的一個實施方式的原理圖；圖2是用於從負載電容電路釋放電壓的電路的另一個實施方式的原理圖；圖3還是用於從負載電容電路釋放電壓的電路的另一個實施方式的原理圖；圖4仍然是用於從負載電容電路釋放電壓的電路的另一個實施方式的原理圖；圖5是存儲器系統的一個實施方式的方框圖；以及圖6是用於從負載電容電路釋放電壓的方法的一個實施方式的流程圖。附圖的詳細描述在描述中對「一個實施方式」或者「實施方式」的引用意味著，結合實施方式描述的特定的特徵、結構或者特性包含在本發明至少一個實施方式中。在本描述中位於不同位置的短語「在一個實施方式中」並不一定指的是相同的實施方式。在以下的詳細描述中，出於解釋的目的，為了提供對本應用的主題的徹底的理解而闡述了許多具體細節。然而，對於本領域中的技術人員來說將明顯的是，所公開的實施方式、所聲明的主題以及它們的等價物可以在沒有這些具體細節的情況下被實踐。
詳細描述包括參考構成詳細描述的一部分的附圖。附圖根據示例性實施方式示出圖解。這些在此也可以被稱為「實施例」的實施方式被足夠詳細地描述，以使得本領域中那些技術人員能夠實踐在此描述的所要求權利的主題的實施方式。實施方式可以被組合，其它實施方式可以被使用，或者可以在不偏離所要求權利的主題的範圍和精神下進行結構的、邏輯的和電氣的改變。應該理解到，在此描述的實施方式並不意在限制本主題的範圍，而是使得本領域中的技術人員能夠實踐、製造、和/或使用本主題。在此描述的不同實施方式包括放電電路。一個放電電路包括被配置為耦合到電壓源的節點、電容器、耦合在節點和電容器之間的源極跟隨器器件、以及耦合到電容器的電流源。源極跟隨器器件被配置為可切換地將電容器耦合到所述節點，所述電容器被配置為使電壓源放電，而所述電流源被配置為使電容器放電。其它的實施方式提供存儲器系統。一個存儲器系統包括包含高電壓的存儲器件陣列和耦合到該存儲器件陣列的放電電路。放電電路包括被耦合到存儲器件陣列的高電壓節點、電容器、耦合在高電壓節點和電容器之間的源極跟隨器器件、以及耦合到電容器的電流源。源極跟隨器器件被配置為可切換地將電容器耦合到所述節點，所述電容器被配置為使存儲器件陣列放電，而所述電流源被配置為使電容器放電。還提供了用於使存儲器件放電的方法。一種方法包括通過耦合到存儲器件的電容器從存儲器件釋放高電壓，以及通過耦合到電容器的電流源從電容器釋放高電壓。這裡，電容器被配置為在預定時間範圍內從存儲器件釋放高電壓。現在轉到附圖，圖1是用於從負載電容電路釋放電壓的電路100的一個實施方式的方框圖。至少在示出的實施方式中，電路100被配置為釋放負高電壓。電路100包括高電壓開關110，該開關110包括耦合到N溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體(nMOSFET ) 115的輸出端(HVswb )和耦合到nMOSFET 120的輸出端(HVsw)。具體地，HVswb被耦合到nMOSFET 115的柵極，而HVsw被耦合到nMOSFET 120的柵極。HVswb和HVsw被配置為分別為nMOSFET 115的柵極和nMOSFET 120的柵極提供邏輯輸入。nMOSFET 115的源極被耦合到節點125，節點125被耦合到VNEG，其位於電路100中的最下位置。nMOSFET 115的漏極被耦合到節點130，而nMOSFET 115的塊體(bulk)被耦合到VNEG以確保在nMOSFET 115中沒有源極-漏極正向偏壓。節點125被耦合到表示為電容器135的電壓源、負載(C負載)、和/或其它電容型器件。在各種實施方式中，表不為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件包括在大約-4.5伏特到大約-3.0伏特範圍內的電壓(VNEG)。在一個實施方式中，表示為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件包括大約為-3.5伏特的電壓。nMOSFET 120的塊體被耦合到VNEG以確保在nMOSFET 120中沒有源極-漏極正向偏壓。nMOSFET 120的漏極被耦合到節點140，該節點140被耦合到地，而nMOSFET 120的源極被耦合到作為源極跟隨器(例如，共漏極放大器)的nMOSFET 145的漏極。nMOSFET 145的源極被耦合到節點125，而nMOSFET 145的塊體被耦合到VNEG以確保在nMOSFET 145中沒有源極-漏極正向偏壓。nMOSFET 145的柵極被耦合到節點150，該節點150被耦合到放電電容器160 (Cdcharge)0電容器160被配置為使表示為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電。例如，電容器135可以代表存儲器件陣列，而電容器160被配置為在編程和擦除操作期間使存儲器件陣列放電。電容器160被耦合到節點165，該節點165被耦合到節點140和P-溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體(pMOSFET) 170的柵極。pMOSFET 170的源極被耦合到節點130。pMOSFET 170的漏極被耦合到電流源175(Idchg)，該電流源175 (Idchg)被耦合到地並被配置為使電容器160放電。pMOSFET 170的塊體被耦合到VPWR以確保在pMOSFET 170中沒有源極-漏極正向偏壓。電流源175可以是本領域中已知的或者在未來開發出的任意類型的電流源。在一個實施方式中，電流源175是與pMOSFET 170的漏極串聯耦合的電阻器。在另一個實施方式中，電流源175是電晶體(例如，nMOSFET)。在各種實施方式中，電路100被配置為在預充電模式和放電模式中操作。在預充電模式中，電路100被配置為使表示為耦合(例如，通過節點125)到電路100的電容器135的電壓源、(C負載)、和/或其它電容型器件通過電容器160放電。在放電模式中，電路100被配置為通過電流源175使電容器160放電。在各種實施方式中，電容器160使表不為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電的規模和/或速率(例如，速度)可以是重要的。具體地，電容器160包括的充電規模和/或速率可以使得表示為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件被既不太快也不太慢地放電。例如，不太快速地使表示為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電可以是重要的，從而避免或者至少減少被稱為「雙極快速反回」的現象。此外，不太緩慢地使表示為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電可以是重要的，從而表示為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件的性能不會受到不利影響。換言之，電容器160包括的充電規模和/或速率可以使得表示為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件在預定時間量內被放電。在一個實施方式中，表不為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件被放電的預定時間量在大約5μ s到大約50 μ s的範圍內。換言之，在一個實施方式中，電容器160被配置為花費至少5 μ s但是不多於大約50 μ s來使表不為電容器135的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電。此外，在各種實施方式中，電容器160包括在大約2pF到大約5pF範圍內的電容，儘管根據電路100的應用可以使用較大或者較小的電容器。以下對電路100的操作的解釋可以有助於理解電路100。然而，電路100的各種實施方式並不局限於以下解釋。為了啟動預充電模式，高電壓開關110通過HVswb提供邏輯高信號(或者1.2伏特信號)到nMOSFET 115，並通過HVsw提供邏輯低信號(或者O伏特信號)到nMOSFET 120。邏輯高信號使nMOSFET 115導通，而電流源175被關斷。耦合到節點125的電壓泵(參見圖5中的電壓泵520)施加負電壓(VNEG)到電路100，而節點130將遵循這個電壓降並保持nMOSFET 145 關斷。節點170將放電至在vgnd (O伏特)以上的一個pMOSFET閾值電壓左右的電壓。此時，pMOSFET 170被偏置在操作的截止區中。在nMOSFETl 15導通且nMOSFET 145關斷的情況下，節點130處的電壓在VNEG，而電容器155被「預充電」。換言之，pMOSFET 170總是導通的，因而在預充電模式中，放電電流源175 (Idchg)被關斷。pMOSFET 170的源極將使電流源175放電，直到它達到在VGND以上的pMOSFET閾值電壓，其還可以被接地。此時，pMOSFET 170的V柵極-V源極小於pMOSFET 170的閾值電壓,這關斷了 pMOSFET 170。nMOSFET 145關斷是由於nMOSFET 115導通，並且nMOSFET 145的柵極和源極均被短路(即，V柵極-V源極=0V)，這保證了 nMOSFET 145是關斷的。節點125處的電壓(VNEG)被泵下至-3.5V，並且電容器155 (Cdchg)被預充電至-3.5V。具體地，電容器155的一個端子在O伏特，而另一端子在-3.5伏特。為了啟動放電模式，連接到節點125的電壓源被關斷。高電壓開關110通過HVswb提供邏輯低信號到nMOSFET 115，這關斷了 nMOSFET 115，並且通過HVsw提供邏輯高信號到nMOSFET 120。此時，兩個節點130和125仍然在-3.5伏特，所以nMOSFET 145仍然是關斷的，而nMOSFET 120被導通。放電電流源175接下來被導通。此外，因為nMOSFET 145構成源極跟隨器器件，隨著節點130通過電流源175放電，VNEG將跟隨節點130的放電。雖然在圖1中示出的電路100的實施方式被描述為使用MOSFET器件，電路100並不局限於MOSFET器件。S卩，電路100的各種其它實施方式可以使用其它類型的開關、開關器件、和/或電晶體器件(例如，雙極面結型電晶體器件、結型柵場效應電晶體器件、絕緣柵雙極型電晶體器件等等)。參考圖2，圖2是用於從負載電容電路釋放電壓的電路200的一個實施方式的方框圖。至少在示出的實施方式中，電路200被配置為釋放負高電壓。電路200包括高電壓開關210，該開關210包括耦合到nMOSFET 215的輸出端(HVswb)和耦合到nMOSFET 220的輸出端(HVsw)。具體地，HVswb被耦合到nMOSFET 215的柵極，而HVsw被耦合到nMOSFET 220的柵極。HVswb和HVsw被配置為分別為nMOSFET 215的柵極和nMOSFET 220的柵極提供邏輯輸入。nMOSFET 215的源極被耦合到節點225，節點225被耦合到VNEG，其位於電路200中的最下位置。nMOSFET 215的漏極被耦合到節點230，而nMOSFET 215的塊體被耦合到VNEG以確保在nMOSFET 215中沒有源極-漏極正向偏壓。節點225被耦合到表示為電容器235的電壓源、負載(C負載)、和/或其它電容型器件。在各種實施方式中，表不為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件包括在大約-4.5伏特到大約-3.0伏特範圍內的電壓(VNEG)。在一個實施方式中，表示為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件包括大約為-3.5伏特的電壓。nMOSFET 220的漏極被耦合到節點240，該節點240被耦合到地，而nMOSFET 220的塊體被耦合到VNEG以確保在nMOSFET 220中沒有源極-漏極正向偏壓。nMOSFET 220的源極被耦合到作為源極跟隨器(例如，共漏極放大器)的nMOSFET 245的漏極。nMOSFET 245的塊體被耦合到VNEG以確保在nMOSFET 245中沒有源極-漏極正向偏壓。nMOSFET 245的源極被耦合到節點225，而nM0SFET245的柵極被耦合到節點250，該節點250被耦合到電阻器255 (例如，低通濾波器)。電阻器255可以是本領域中已知的或者在未來開發出的任意電阻器件。在各種實施方式中，電阻器255可以包括範圍為大約50kΩ到大約500kΩ的阻抗。電阻器255還被耦合到電容器260，該電容器260被耦合到節點265。電容器260被配置為使表示為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電。例如，電容器235可以代表存儲器件陣列，而電容器260被配置為在編程和擦除操作期間使存儲器件陣列放電。節點265被耦合到節點240以及被耦合到pMOSFET 270。具體地，節點265被耦合到pMOSFET 270的柵極。pMOSFET 270的源極被耦合到節點230。pMOSFET 270的漏極被耦合到電流源275(Idchg)，該電流源275 (Idchg)被耦合到地並被配置為使電容器260放電。pMOSFET 270的塊體被耦合到VPWR以確保在pMOSFET 270中沒有源極-漏極正向偏壓。電流源275可以是本領域中已知的或者在未來開發出的任意類型的電流源。在一個實施方式中，電流源275是與pMOSFET 270的漏極串聯耦合的電阻器。在另一個實施方式中，電流源275是電晶體(例如，nMOSFET)。在各種實施方式中，電路200被配置為在預充電模式和放電模式中操作。在預充電模式中，電路200被配置為使表示為被耦合(例如，通過節點225)到電路200的電容器235的電壓源、(C負載)、和/或其它電容型器件通過電容器260放電。在放電模式中，電路200被配置為通過電流源275使電容器260放電。在各種實施方式中，電容器260使表不為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電的規模和/或速率(例如，速度)可以是重要的。具體地，電容器260包括的充電規模和/或速率可以使得表示為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件被既不太快也不太慢地放電。例如，不太快速地使表示為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電可以是重要的，從而避免或者至少減少被稱為「雙極快速反回」的現象。此外，不太緩慢地使表示為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電可以是重要的，從而表示為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件的性能不會受到不利影響。換言之，電容器260包括的充電規模和/或速率可以使得表示為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件在預定時間量內被放電。在一個實施方式中，表不為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件被放電的預定時間量在大約5μ s到大約50 μ s的範圍內。換言之,在一個實施方式中，電容器260被配置為花費至少5 μ s但是不多於大約50 μ s來使表不為電容器235的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電。此外，在各種實施方式中，電容器260包括大約2pF到大約5pF範圍內的電容。以下對電路200的操作的解釋可以有助於理解電路200。然而，電路200的各種實施方式並不局限於以下解釋。為了啟動預充電模式，高電壓開關210通過HVswb提供邏輯高信號(或者1.2伏特信號)到nMOSFET 215，並通過HVsw提供邏輯低信號(或者O伏特信號)到nMOSFET 220。邏輯高信號導通nMOSFET 215，而電流源275被關斷。耦合到節點225的電壓泵(參見圖5中的電壓泵520)施加負電壓(VNEG)到電路200，而節點230將遵循這個電壓降並保持nMOSFET245關斷。節點270將放電至在vgnd (O伏特)以上的一個pMOSFET閾值電壓左右的電壓。此時，pMOSFET 270被偏置在操作的截止區中。在nM0SFET215導通且nMOSFET 245關斷的情況下，節點230處的電壓在VNEG，而電容器255被「預充電」。換言之，pMOSFET 270總是處於導通狀態，因而在預充電模式中，放電電流源275(Idchg)被關斷。pMOSFET 270的源極將使電流源275放電，直到它達到在VGND以上的pMOSFET閾值電壓，其還可以被接地。此時，pMOSFET 270的V柵極-V源極小於pMOSFET270的閾值電壓，這關斷了 pMOSFET 270。nMOSFET 245關斷是由於nMOSFET 215導通，並且nMOSFET 245的柵極和源極均被短路(即，V柵極-V源極=0V)，這保證了 nMOSFET 245是關斷的。節點225處的電壓(VNEG)被泵下至-3.5V，並且電容器255 (Cdchg)被預充電至-3.5V。具體地，電容器255的一個端子在O伏特，而另一端子在-3.5伏特。為了啟動放電模式，連接到節點225的電壓源被關斷。高電壓開關210通過HVswb提供邏輯低信號到nMOSFET 215，這關斷了 nMOSFET 215，並且通過HVsw提供邏輯高信號到nMOSFET 220。此時，兩個節點230和225仍然在-3.5伏特，所以nMOSFET 245仍然是關斷的，而nM0SFET220是導通的。放電電流源275接下來被導通。此外，因為nMOSFET 245構成源極跟隨器器件，隨著節點230通過電流源275放電，VNEG將跟隨節點230的放電。雖然在圖2中示出的電路200的實施方式被描述為使用MOSFET器件，電路200並不局限於MOSFET器件。即，電路200的各種其它實施方式可以使用其它類型的開關、開關器件、和/或電晶體器件(例如，雙極面結型電晶體器件、結型柵場效應電晶體器件、絕緣柵雙極型電晶體器件等等)。現在參考圖3，圖3是用於從負載電容電路釋放電壓的電路300的一個實施方式的方框圖。至少在示出的實施方式中，電路300被配置為釋放正高電壓。電路300包括高電壓開關310，該開關310包括耦合到(pMOSFET) 315的輸出端(HVsw)和耦合到pMOSFET 320的輸出端(HVswb)。具體地，HVsw被耦合到pMOSFET 315的柵極，而HVswb被耦合到pM0SFET320的柵極。HVsw和HVswb被配置為分別為pMOSFET 315的柵極和pMOSFET 320的柵極提供邏輯輸入。pMOSFET 315的源極被耦合到節點325，節點325被耦合到VP0S，其位於電路300中的最高位置。pMOSFET 315的漏極被耦合到節點330，而pMOSFET 315的塊體被耦合到VPOS以確保在pMOSFET 315中沒有源極-漏極正向偏壓。節點325被耦合到表示為電容器335的電壓源、負載(C負載)、和/或其它電容型器件。在各種實施方式中，表不為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件包括在大約1.2伏特到大約4.0伏特範圍內的電壓(VP0S)。在一個實施方式中，表示為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件包括大約為3.0伏特的電壓。pMOSFET 320的漏極被耦合到節點340，該節點340被耦合到地，而pMOSFET 320的塊體被耦合到VPOS以確保在pMOSFET 320中沒有源極-漏極正向偏壓。pMOSFET 320的源極被耦合到作為源極跟隨器(例如，共漏極放大器)的pMOSFET 345的漏極。pMOSFET 345的塊體被耦合到VPOS以確保在pMOSFET 345中沒有源極-漏極正向偏壓。pMOSFET 345的源極被耦合到節點325，而pM0SFET345的柵極被耦合到節點350，該節點350被耦合到放電電容器360 (Cdcharge)0電容器360被配置為使表示為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電。例如，電容器335可以代表存儲器件陣列，而電容器360被配置為在編程和擦除操作期間使存儲器件陣列放電。電容器360被耦合到節點365，該節點365被耦合到節點340和nMOSFET 370的柵極。
nMOSFET 370的源極被耦合到節點330。nMOSFET 370的漏極被耦合到電流源375(Idchg)，該電流源375 (Idchg)被耦合到地並被配置為使電容器360放電。nMOSFET 370的塊體被耦合到地以確保在nM0SFET370中沒有源極-漏極正向偏壓。電流源375可以是本領域中已知的或者在未來開發出的任意類型的電流源。在一個實施方式中，電流源375是與nMOSFET 370的漏極串聯耦合的電阻器。在另一個實施方式中，電流源375是電晶體(例如，nMOSFET)。在各種實施方式中，電路300被配置為在預充電模式和放電模式中操作。在預充電模式中，電路300被配置為使表示為被耦合(例如，通過節點325)到電路300的電容器335的電壓源、(C負載)、和/或其它電容型器件通過電容器360放電。在放電模式中，電路300被配置為通過電流源375使電容器360放電。在各種實施方式中，電容器360使表不為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電的規模和/或速率(例如，速度)可以是重要的。具體地，電容器360包括的充電規模和/或速率可以使得表示為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件被既不太快也不太慢地放電。例如，不太快速地使表示為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電可以是重要的，從而避免或者至少減少被稱為「雙極快速反回」的現象。此外，不太緩慢地使表示為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電可以是重要的，從而表示為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件的性能不會受到不利影響。換言之，電容器360包括的充電規模大小和/或速率可以使得表示為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件在預定時間量內被放電。在一個實施方式中，表不為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件被放電的預定時間量在大約5 μ s到大約50 μ s的範圍內。即,在一個實施方式中，電容器360被配置為花費至少5 μ s但是不多於大約50 μ s來使表不為電容器335的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電。此外，在各種實施方式中，電容器360包括大約2pF到大約5pF範圍內的電容。以下對電路300的操作的解釋可以有助於理解電路300。然而，電路300的各種實施方式並不局限於以下解釋。為了啟動預充電模式，高電壓開關310通過HVsw提供邏輯低信號(或者O伏特信號)到pMOSFET 315，並通過HVswb提供邏輯高信號(或者1.2伏特信號)到pMOSFET 320。邏輯低信號導通pMOSFET 315，而電流源375被關斷。耦合到節點325的電壓泵(參見圖5中的電壓泵520)施加正電壓(VPOS)到電路300，而節點330將遵循這個電壓增並保持pMOSFET345關斷。節點370將充電至在VPWR (1.2伏特)以下的一個pMOSFET閾值電壓左右的電壓。此時，nMOSFET 370被偏置在操作的截止區中。在pMOSFET 315導通且pMOSFET 345關斷的情況下，節點330處的電壓在VP0S，而電容器355被「預充電」。換言之，nMOSFET 370總是被導通，因而在預充電模式中，放電電流源375 (Idchg)被關斷。nMOSFET 370的源極將使電流源375放電，直到它達到在VPWR以下的nMOSFET閾值電壓。此時，nMOSFET 370的V柵極-V源極大於nMOSFET 370的閾值電壓，這關斷了nMOSFET 370。pMOSFET 345關斷是由於pMOSFET 315被導通，並且pMOSFET 345的柵極和源極均被短路(即，V柵極-V源極=1.2V)，這保證了 PM0SFET345是關斷的。節點325處的電壓(VPOS)被泵上至4.0V,並且電容器355 (Cdchg)被預充電至4.0V。具體地，電容器355的一個端子在O伏特，而另一端子在4.0伏特。為了啟動放電模式，連接到節點325的電壓源被關斷。高電壓開關310通過HVsw提供邏輯高信號到pMOSFET 315，這關斷了 pMOSFET 315，並且通過HVswb提供邏輯低信號至Ij pMOSFET 320。此時，兩個節點330和325仍然在4.0伏特，所以pMOSFET 345仍然是關斷的，而PM0SFET320是導通的。放電電流源375接下來被導通。此外，因為pMOSFET 345構成源極跟隨器器件，隨著節點330通過電流源375放電，VPOS將跟隨節點330的放電。雖然在圖3中示出的電路300的實施方式被描述為使用MOSFET器件，電路300並不局限於MOSFET器件。即，電路300的各種其它實施方式可以使用其它類型的開關、開關器件、和/或電晶體器件(例如，雙極面結型電晶體器件、結型柵場效應電晶體器件、絕緣柵雙極型電晶體器件等等)。參考圖4，圖4是用於從負載電容電路釋放電壓的電路400的一個實施方式的方框圖。至少在示出的實施方式中，電路400被配置為釋放正高電壓。電路400包括高電壓開關410，該開關410包括耦合到(pMOSFET) 415的輸出端(HVsw)和耦合到pMOSFET 420的輸出端(HVswb)。具體地，HVsw被耦合到pMOSFET 415的柵極，而HVswb被耦合到pM0SFET420的柵極。HVsw和HVswb被配置為分別為pMOSFET 415的柵極和pMOSFET 420的柵極提供邏輯輸入。pMOSFET 415的源極被耦合到節點425，節點425被耦合到VP0S，其位於電路400中的最高位置。pMOSFET 415的漏極被耦合到節點430，而pMOSFET 415的塊體被耦合到VPOS以確保在pMOSFET 415中沒有源極-漏極正向偏壓。節點425被耦合到表示為電容器435的電壓源、負載(C負載)、和/或其它電容型器件。在各種實施方式中，表不為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件包括在大約1.2伏特到大約4.0伏特範圍內的電壓(VP0S)。在一個實施方式中，表示為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件包括大約為3.0伏特的電壓。pMOSFET 420的漏極被耦合到節點440，該節點440被耦合到VPWR，而pMOSFET420的塊體被耦合到VPOS以確保在pMOSFET 420中沒有源極-漏極正向偏壓。pMOSFET 420的源極被耦合到作為源極跟隨器(例如，共漏極放大器)的pMOSFET 445的漏極。pMOSFET 445的塊體被耦合到VPOS以確保在pMOSFET 445中沒有源極-漏極正向偏壓。pMOSFET 445的源極被耦合到節點425，而pM0SFET445的柵極被耦合到節點450，該節點450被耦合到電阻器455 (例如，低通濾波器)。電阻器455可以是本領域中已知的或者在未來開發出的任意電阻器件。在各種實施方式中，電阻器455可以包括範圍為大約50k Ω到大約500k Ω的阻抗。電阻器455還被耦合到電容器460，該電容器460被耦合到節點465。電容器460被配置為使表示為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電。例如，電容器435可以代表存儲器件陣列，而電容器460被配置為在編程和擦除操作期間使存儲器件陣列放電。電容器460被耦合到節點465，該節點465被耦合到節點440和nMOSFET 470的柵極。
nMOSFET 470的源極被耦合到節點430。nMOSFET 470的漏極被耦合到電流源475(Idchg)，該電流源475 (Idchg)被耦合到地並被配置為使電容器460放電。nMOSFET 470的塊體被耦合到地以確保在PM0SFET470中沒有源極-漏極正向偏壓。電流源475可以是本領域中已知的或者在未來開發出的任意類型的電流源。在一個實施方式中，電流源475是與nMOSFET 470的漏極串聯耦合的電阻器。在另一個實施方式中，電流源475是電晶體(例如，nMOSFET)。在各種實施方式中，電路400被配置為在預充電模式和放電模式中操作。在預充電模式中，電路400被配置為使表示為被耦合(例如，通過節點425)到電路400的電容器435的電壓源、(C負載)、和/或其它電容型器件通過電容器460放電。在放電模式中，電路400被配置為通過電流源475使電容器460放電。在各種實施方式中，電容器460使表不為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電的規模和/或速率(例如，速度)可以是重要的。具體地，電容器460包括的充電規模和/或速率可以使得表示為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件被既不太快也不太慢地放電。例如，不太快速地使表示為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電可以是重要的，從而避免或者至少減少被稱為「雙極快速反回」的現象。此外，不太緩慢地使表示為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電可以是重要的，從而表示為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件的性能不會受到不利影響。換言之，電容器460包括的充電規模和/或速率可以使得表示為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件在預定時間量內被放電。在一個實施方式中，表不為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件被放電的預定時間量在大約5μ s到大約50 μ s的範圍內。即，在一個實施方式中，電容器460被配置為花費至少5μ s但是不多於大約50 μ s來使表示為電容器435的電壓源、C負載、和/或其它電容型器件放電。此外，在各種實施方式中，電容器460包括在大約2pF到大約5pF範圍內的電容。以下對電路400的操作的解釋可以有助於理解電路400。然而，電路400的各種實施方式並不局限於以下解釋。為了啟動預充電模式，高電壓開關410通過HVsw提供邏輯低信號(或者O伏特信號)到pMOSFET 415，並通過HVswb提供邏輯高信號(或者1.2伏特信號)到pMOSFET 420。邏輯低信號導通pMOSFET 415，而電流源475被關斷。耦合到節點425的電壓泵(參見圖5中的電壓泵520)施加正電壓(VPOS)到電路400，而節點430將遵循這個電壓增並保持pMOSFET445關斷。節點470將充電至在VPWR (1.2伏特)以下的一個pMOSFET閾值電壓左右的電壓。此時，nMOSFET 470被偏置在操作的截止區中。在pMOSFET 415導通且pMOSFET 445關斷的情況下，節點430處的電壓在VP0S，而電容器455被「預充電」。換言之，nMOSFET 470總是被導通，因而在預充電模式中，放電電流源475 (Idchg)被關斷。nMOSFET 470的源極將使電流源475放電，直到它達到在VPWR以下的nMOSFET閾值電壓。此時，nMOSFET 470的V柵極-V源極大於nMOSFET 470的閾值電壓，這關斷了nMOSFET 470。pMOSFET 445關斷是由於pMOSFET 415導通，並且pMOSFET 445的柵極和源極均被短路(即，V柵極-V源極=1.2V)，這保證了 PM0SFET445是關斷的。節點425處的電壓(VPOS)被泵上至4.0V，並且電容器455 (Cdchg)被預充電至4.0V。具體地，電容器455的一個端子在O伏特，而另一端子在4.0伏特。為了啟動放電模式，連接到節點425的電壓源被關斷。高電壓開關410通過HVsw提供邏輯高信號到pMOSFET 415，這關斷了 pMOSFET 415，並且通過HVswb提供邏輯低信號至Ij pMOSFET 420。此時，兩個節點430和425仍然在4.0伏特，所以pMOSFET 445仍然是關斷的，而PM0SFET420被導通。放電電流源475接下來被導通。此外，因為pMOSFET 445構成源極跟隨器器件，隨著節點430通過電流源475放電，VPOS將跟隨節點430的放電。雖然在圖4中示出的電路400的實施方式被描述為使用MOSFET器件，電路400並不局限於MOSFET器件。S卩，電路400的各種其它實施方式可以使用其它類型的開關、開關器件、和/或電晶體器件(例如，雙極面結型電晶體器件、結型柵場效應電晶體器件、絕緣柵雙極型電晶體器件等等)。圖5是存儲器系統500的一個實施方式的方框圖。至少在不出的實施方式中，存儲器系統500包括耦合到放電電路530的存儲器510和電壓泵520，根據在存儲器系統500的應用和/或存儲器510上使用的電壓，該放電電路530可以是電路100、電路200、電路300或者電路400中的任意一個。存儲器510可以是本領域中已知的或者在未來開發出的包括存儲器件5120的陣列5110的任意存儲器。存儲器件的陣列5110可以包括適用於存儲器系統500的所期望的應用的任何數量的存儲器件5120。在一個實施方式中，存儲器510包括在大約-4.5伏特到大約-3.0伏特範圍內的電壓。在另一個實施方式中，存儲器510包括在大約1.2伏特到大約4.0伏特範圍內的電壓。存儲器510被配置為在三個操作模式中進行操作。具體地,存儲器510被配置為在程序模式、擦除模式和讀取模式中進行操作。電壓泵520可以是本領域中已知的或者在未來開發出的能夠提供電壓(例如，VPWR)到放電電路520的任意電壓泵。在一個實施方式中，電壓泵520被配置為提供1.2伏特到放電電路530。在一個實施方式中，放電電路530被配置為確定存儲器510當前在哪個操作模式下進行操作。當放電電路530確定存儲器510在程序模式或者在擦除模式下進行操作時，放電電路530被配置為啟動預充電模式來從存儲器件5120的陣列5110釋放電流，如以上參考電路100、電路200、電路300和電路400所描述的。換言之，存儲器件5120的陣列5110在上述電路100、電路200、電路330和電路400中分別被表示為電容器135、235、335和435，所述電路在預充電模式操作期間使存儲器件5120的陣列5110放電。當放電電路530時確定存儲器510在讀取模式下進行操作時，放電電路530被配置為關斷(例如，不使存儲器件5120的陣列5110和/或存儲器510放電)。可選擇地，當存儲器510確定存儲器510在讀取模式下進行操作時,放電電路530被配置為在放電模式下操作來使其內部電容器(例如，電容器160、電容器260、電容器360和電容器460 )放電。在一個實施方式中，放電電路530被配置為在預定的時間範圍內使存儲器件5120的陣列5110放電。S卩，放電電路530被配置為使存儲器件5120的陣列5110放電，使得存儲器件5120的陣列5110如以上所討論地既不太快速也不太緩慢地被放電，以分別避免「雙極快速反回」和性能問題。現在參考圖6，圖6是用於從負載電容電路釋放電壓的方法600的一個實施方式的流程圖。至少在示出的實施方式中，方法600由確定存儲器(例如，存儲器510)的操作模式(例如,程序模式、擦除模式和讀取模式)開始(塊610)。方法600還包括確定存儲器是否在程序模式下進行操作(塊620)。如果存儲器在程序模式下進行操作，方法600包括啟動預充電模式(塊630 )。如果存儲器不是在程序模式下進行操作，方法600包括確定存儲器是否在擦除模式下進行操作(塊640)。如果存儲器在擦除模式下進行操作，方法600包括啟動預充電模式(塊630 )。在一個實施方式中，預充電模式包括在預定的時間範圍內通過電容器(例如，電容器160、電容器260、電容器360和電容器460)使存儲器中的存儲器件陣列放電，使得存儲器件陣列如以上所討論地既不太快速也不太緩慢地被放電，以分別避免「雙極快速反回」和性能問題。在另一個實施方式中，預充電模式包括通過電容器(例如，電容器160、電容器260、電容器360和電容器460)從存儲器釋放在大約-4.5伏特到大約-3.0伏特範圍內的負高電壓。在又一另外的實施方式中，預充電模式包括通過電容器(例如，電容器160、電容器260、電容器360和電容器460)從存儲器釋放在大約1.2伏特到大約4.0伏特範圍內的正高電壓。方法600還包括啟動放電模式來使電容器(塊650)放電。在一個實施方式中，電容器通過電流源(例如，電流源175、電流源275、電流源375和電流源475)被放電。在另一個實施方式中，電容器通過耦合到低通濾波器(例如，電阻器260和電阻器460)的電流源(例如，電流源275和電流源475)被放電。如果存儲器不是在擦除模式下進行操作，方法600包括確定存儲器在讀取模式下進行操作並關閉預充電模式(塊660)。方法600還包括在塊650的放電模式後以及在預充電模式被關閉後再次確定存儲器的操作模式(塊670)。然而在本發明的前述詳細描述中示出了至少一個示範性實施方式，應該認識到存在大量的變化。還應該認識到示範性實施方式或者數個示範性實施方式僅僅是示例，並且並不意在以任意方式限制本發明的範圍、適用性或者配置。然而，前述詳細的實施方式將為本領域中那些技術人員提供執行本發明示範性實施方式的便捷的方法路徑，理解到可以對示例性實施方式中所描述的元件的功能和布置進行多種變化，而不偏離如在所附權利要求和其合法等同物中所闡述的本發明的範圍。如本領域中一名普通技術人員將理解到的，本發明的方面可以被具體化為裝置、系統或者方法。因此，本發明的方面可以採取完全的硬體實施方式或者硬體和軟體方面相結合的實施方式的形式，其在此均可以通常被指為「電路」、「模塊」或者「系統」。以上通過參考根據多種實施方式的方法、裝置和系統的流程示和/或方框圖來對本發明各方面進行描述。將理解到流程示和/或方框圖中的每個塊以及流程示和/或方框圖中塊的組合可以由電腦程式指令來實現。這些電腦程式指令可以被提供到通用計算機、專用計算機或者其它可編程數據處理裝置的處理器來產生一種機構，使得通過計算機或者其它可編程數據處理裝置的處理器執行的指令產生用於執行在流程圖和/或方框圖塊或者數個方框圖塊中規定的功能/動作的手段。這些電腦程式指令還可以被存放在計算機可讀介質中，其可指導計算機、其它可編程數據處理裝置、或者其它器件以特定方式運作，使得存儲在計算機可讀介質中的指令產生包括實現在流程圖和/或方框圖塊或者數個方框圖塊中規定的功能/動作的指令的製品。電腦程式指令還可以被裝載到計算機、其它可編程數據處理裝置、或者其它器件上，從而致使一系列操作步驟在計算機、其它可編程裝置或者其它器件上被執行，以產生計算機實現過程，使得在計算機或者其它可編程裝置上執行的指令提供用於執行在流程圖和/或方框圖塊或者數個方框圖塊中規定的功能/動作的過程。在以上圖中的流程圖和方框圖示出了根據多種實施方式的裝置、系統和方法的可能的實施的架構、功能和操作。就這一點而言，流程圖或者方框圖中的每個塊可以代表代碼的模塊、段或者部分，其包括用於執行指定邏輯功能的一個或者多個可執行的指令。還應該注意到在一些可選的實施方式中，塊中記錄的功能可以不按照圖中所記錄的順序來發生。例如，事實上，根據涉及的功能，連續示出的兩個塊可以大體同時被執行，或者有時塊可以以反轉順序被執行。還將注意到方框圖和/或流程示中的每個塊、以及在方框圖和/或流程示中塊的組合可以由執行指定功能或者動作的基於專用硬體的系統或者專用硬體和計算機指令的組合來實現。雖然詳細地示出了一個或者多個實施方式，本領域中的一個普通技能人員將認識至IJ，可以對那些實施方式進行改進和調整，而不偏離以下權利要求中所闡述的各種實施方式範圍。
權利要求
1.一種用於釋放電壓的電路，包括: 節點，其被配置為耦合到電壓源； 電容器，其被配置為使所述電壓源放電； 共漏極放大器器件，其被耦合在所述節點和所述電容器之間，所述共漏極放大器被配置為可切換地將所述電容器耦合到所述節點；以及 電流源，其被耦合到所述電容器，並被配置為使所述電容器放電。
2.根據權利要求1所述的電路，其中所述電容器在大約2pF到大約5pF的範圍內。
3.根據權利要求1所述的電路，還包括串聯地耦合在所述電容器和所述共漏極放大器之間的電阻器。
4.根據權利要求1所述的電路，其中所述系統被配置為在預充電模式和放電模式下進行操作。
5.根據權利要求4所述的電路，其中，在所述預充電模式中，所述電容器通過所述源極跟隨器器件被耦合到所述節點，並使所述電壓源放電。
6.根據權利要求5所述的電路，其中，在所述放電模式中，所述電容器通過所述源極跟隨器器件從所述節點被去耦合，並且所述電流源使所述電容器放電。
7.根據權利要求6所述的電路，還包括開關器件，該開關器件被配置為在所述預充電模式和所述放電模式之間切換所述系統。
8.根據權利要求7所述的電路，其中所述開關器件是高電壓開關。
9.根據權利要求7所述的電路，還包括: 第一開關，其被耦合在所述節點和所述電容器之間，所述第一開關由所述開關器件控制；以及 第二開關，其被耦合在電流跟隨器器件和所述電容器的輸出端之間，所述第二開關由所述開關器件控制。
10.根據權利要求9所述的電路，還包括被耦合在所述節點和所述電流源之間的第三開關，所述第三開關由所述電容器的所述輸出端控制。
11.根據權利要求10所述的電路，其中: 所述第一開關、所述第二開關、和所述源極跟隨器器件每個都是η溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體；以及 所述第三開關是P溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體。
12.根據權利要求11所述的電路，其中: 所述電壓源處的電壓在大約-4.5伏特到大約-3.0伏特的範圍內；以及 所述開關器件被配置為提供在大約O伏特到大約1.2伏特範圍內的電壓給所述第一開關和所述第二開關以控制所述第一開關和所述第二開關。
13.根據權利要求10所述的電路，其中: 所述第一開關、所述第二開關、和所述源極跟隨器器件每個都是P溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體；以及 所述第三開關是η溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體。
14.根據權利要求13所述的電路，其中: 所述電壓源處的電壓在大約1.2伏特到大約4.0伏特的範圍內；以及所述開關器件被配置為提供在大約O伏特到大約1.2伏特範圍內的電壓給所述第一開關和所述第二開關以控制所述第一開關和所述第二開關。
15.—種存儲器系統,包括: 存儲器件陣列，所述存儲器件陣列包括高電壓；以及 放電電路，其被耦合到所述存儲器件陣列，所述放電電路包括: 高電壓節點，其被耦合到所述存儲器件陣列， 電容器， 共漏極放大器，其被耦合在所述高電壓節點和所述電容器之間，該共漏極放大器被配置為可切換地將所述電容器耦合到所述高電壓節點，以及 電流源，其被耦合到所述電容器，並且被配置為使所述電容器放電，其中: 所述放電電路被配置為在預充電模式下操作以通過所述電容器使所述存儲器件陣列放電，以及在放電模式下操作以通過所述電流源使所述電容器放電。
16.根據權利要求15所述的存儲器系統，其中所述放電電路被配置為從所述存儲器件陣列釋放負高電壓和正高電壓中的一個。
17.一種用於使存儲器件放電的方法，包括: 通過耦合到所述存儲器件的電容器從所述存儲器件釋放高電壓；以及通過耦合到所述電容器的電流源從所述電容器釋放所述高電壓，其中所述電容器被配置為在預定時間範圍內釋放所述高電壓。
18.根據權利要求17所述的方法，其中從所述存儲器件釋放所述高電壓發生在大約5μ S到大約50 μ S的時間量範圍內。
19.根據權利要求17所述的方法，其中: 從所述存儲器件釋放所述高電壓包括從所述存儲器件釋放負高電壓和正電壓中的一個；以及 從所述電容器釋放所述高電壓包括從所述電容器釋放所述負高電壓和所述正電壓中的一個。
20.根據權利要求17所述的方法，其中從所述存儲器件釋放所述高電壓包括: 確定所述存儲器件在程序模式和擦除模式中的一個下進行操作；以及 在所述存儲器件在所述程序模式和所述擦除模式中的一個下進行操作時釋放所述高電壓。
全文摘要
用於從負載電容電路釋放電壓的系統和方法。提出了用於使負載放電的電路、系統和方法。一種電路包括耦合到電壓源的節點、電容器、耦合在節點和電容器之間的源極跟隨器器件、以及耦合到電容器的電流源。源極跟隨器器件被配置為可切換地將電容器耦合到節點，從而使電壓源放電，而所述電流源被配置為使電容器放電。一種系統包括耦合到存儲器件的上述電路，使得電路被配置為從存儲器件釋放電壓。一種方法包括通過耦合到存儲器件的電容器從存儲器件釋放高電壓，以及通過耦合到電容器的電流源從電容器釋放高電壓。電容器被配置為在預定時間範圍內釋放高電壓。
文檔編號H02H9/04GK103138248SQ20121050878
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月3日 優先權日2011年12月2日
發明者約翰·W·蒂埃德, 加裡·莫斯卡魯克 申請人:賽普拉斯半導體公司