一種使用低壓電源的比例調節電荷泵的製作方法
2023-10-25 16:17:57
專利名稱：一種使用低壓電源的比例調節電荷泵的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及系統，更具體地涉及使用低壓電源的比例調節電荷泵。
本發明
背景技術：
已經出現個人計算機和其它電子設備降低功率要求的趨勢。為減少功率消耗，用於個人計算機中的大量集成電路被重新設計得以低壓電源電平運行。例如，許多以前被設計以5伏電壓工作的元件已經重新設計以3.3伏電壓工作。一些新產品，和在開發中的許多產品甚至具有更低電壓，在許多情況下可能低於2伏。
儘管電源電壓被降低，高電壓可能繼續用於一些計算機系統部件。例如閃速電可擦除編程只讀存儲器(EEPROM)可能用在一些計算機系統中存儲基本輸入/輸入系統(BIOS)或作為隨機存取存儲器存儲設備。閃速存儲器設備一般使用比低壓電源直接提供的電壓更高的電壓和更高的功率編程或擦除數據。
例如負柵極擦除技術可能用於一些閃速EEPROM陣列以減少擦除操作期間的電流量從而減少功率。負柵極擦除技術在存儲設備柵極端子上使用大的負電壓(一般負九或十伏)而在源極端子上使用Vcc。
為了對負柵極擦除操作提供需要的負電壓，可以使用負電荷泵。在轉讓給本發明受讓人的Pantelakis等人的美國專利5532915中描述了一種負電荷泵。
可是，Pantelakis等人的電荷泵具有缺點。在低於給定電平的電源電壓上，當Pantelakis的P型電晶體(也稱為P溝道)接通時，它們可能工作在電晶體經歷可測量的門限電壓下降的範圍內。當它們工作時如果Pantelakis的P-型電晶體沒有「完全接通」導致在它們上沒有有效門限壓降，可能需要另外級實現相同的泵浦輸出電壓。另外，將減少Pantelakis電荷泵產生的電流。
如果電源電壓下降到低於一個或幾個P溝道電晶體的門限電壓，當需要時甚至不能接通一個或幾個電晶體。在此情況下，負泵浦電壓不能從一級傳遞到下級。另一方面，低於給定電源電壓，Pantelakis的負電荷泵可能不工作。
本發明概述描述了使用低壓電源的電荷泵。該電荷泵設計在以電源電壓工作的集成電路設備上。電荷泵包括串聯連接的預定數量泵級，至少連接這些級之一以接收第一泵浦時鐘信號。輸出節點被串聯連接到預定數量的串聯泵級一端上提供泵浦輸出電壓。
根據下列附圖和詳細說明，本發明的其它特徵和優點將更清楚。
附圖簡介在附圖中以舉例方式說明本發明而不限制本發明，在圖中相同的參考數字表示相同的元件，圖中
圖1是有利地用於一個實施例中的計算機系統的方框圖。
圖2是圖1中更詳細表示大容量存儲設備的方框圖。
圖3更詳細表示圖1和2中的負電荷泵。
圖4是表示正電荷泵一個實施例的電路圖。
圖5是表示產生圖3的泵浦時鐘信號的時鐘驅動器的一個實施例的方塊圖。
圖6表示控制圖3負電荷泵輸出電壓一個實施例的電路。
圖7是表示提供泵浦電壓一個實施例方法的流程圖。
詳細說明描述提供利用低壓電源的比例調節電荷泵的方法和設備。儘管參照用作大容量存儲設備閃速存儲器描述下列實施例，替代實施例也可應用於其它類型電路，包括從具有高於或低於可使用電源電壓的電壓受益的其它類型的非易失存儲器，和/或用作其它目的的其它類型閃速存儲器。
圖1表示可以有利地用於一個實施例的系統100的方框圖。系統100是個人計算機系統，但也可以是其它類型的系統，例如其它實施例的伺服器、數字攝象機或蜂窩電話機等。
計算機系統100包括一個系統總線110在計算機系統100的各種元件之間傳遞信息。處理指令的一個處理器105連接到系統總線110。處理器105是一個實施例中的微處理器，但是微控制器、特定用途集成電路(ASIC)或其它類處理器可以用在替代實施例中。為處理器105臨時存儲指令和數據的一個主存儲器115連接到處理器105。主存儲器115包括動態隨機存取存儲器(DRAM)，但是可以包括其它實施例的不同存儲器類型。
一個只讀存儲器120也連接到系統總線110為處理器105存儲靜態信息，一個電源電壓122在總線123上為系統提供電壓Vcc，一個大容量存儲設備125，一個輸入設備130例如鍵盤或光標控制設備，和一個輸出設備135例如監視器和/或印表機。計算機系統100也可以包括其它外設元件140，例如存儲器控制器和/或總線電橋設備。
一個實施例的系統電源電壓Vcc是1.8伏+/-150毫伏(mV)並且由低功率電池提供。對於替代實施例，電源電壓可以更高或更低並且可以由其它類型電源電壓提供。
對於一個實施例，大容量存儲設備125包括閃速存儲器，也稱為閃速電擦除編程只讀存儲器(EEPROM)。大容量存儲設備125在圖1所示的實施例中起常規硬碟驅動器相同的作用。一個實施例的閃速EEPROM大容量存儲設備125包括一個或幾個正電荷泵142，一個時鐘驅動器144，一個負電荷泵145，一個壓控振蕩器(VCO)147，一個穩壓電路150和一個閃速存儲器單元陣列155。對於其它實施例，大容量存儲設備125可以用不同方式設計。下面參照圖3到6更詳細地描述電荷泵142和145，時鐘驅動器144，壓控振蕩器147和穩壓電路150。
應當理解並非以圖1所示方式設計的系統也可以用在替代實施例中。
圖2表示更詳細的大容量存儲設備125。具體地，圖2表示對閃速存儲器陣列155單元例如單元202編程和擦除實施例的電路。為說明目的，在圖2中只表示了存儲器陣列155的一個存儲器單元202。
對於該實施例，負擦除技術用於擦除存儲器單元例如存儲器單元202。負擦除技術涉及在擦除的存儲器單元柵極端子上應用大的負電壓，例如-10.5伏，同時在源極端子上提供Vcc電壓。施加在源極端子上的Vcc電壓足夠低以致被擦除存儲器單元源極襯底結二極體不被擊穿。以此方式，在擦除過程中僅僅流過相對小的源極電流。因此，即使在被擦除設備柵極和源極之間的電壓差與正擦除技術差值相同，負擦除技術需要更小的電流。
來看閃速EEPROM大容量存儲設備125的進一步細節，對於實施例，正電荷泵142包括一個8伏電荷泵205和一個10.5伏電荷泵210。8伏電荷泵和10.5伏電荷泵可以以任何方式配置。對於一個實施例，8伏電荷泵和10.5伏電荷泵以類似下面更詳細描述的負電荷泵145的方式配置。來自總線110(圖1)的Vcc被提供給包含在正電荷泵142內的兩個電荷泵浦電路205和210。
在工作期間對閃速存儲器陣列155的一個或幾個單元編程，來自電荷泵205的電壓被提供給一組位線開關和解碼器215，該解碼器對閃速存儲器陣列155中的閃速存儲器單元的漏極端子提供電壓。另外，來自電荷泵210的電壓被提供給一組字線開關和解碼器220，為存儲器單元的柵極提供電壓。在工作期間擦除閃速存儲器陣列155的一個或幾個單元，來自負電荷泵145的電壓被提供給字線開關和解碼器220，而來自正電荷泵142之一的近似5伏電壓被提供給一組源極開關和解碼器225。對於另一個實施例可以提供差電壓給源極開關和解碼器。源極開關和解碼器225對擦除的存儲器單元源極提供電壓。該開關和解碼器215、220和225以本領域技術人員公知的方式工作選擇被訪問的特定存儲器單元和對於執行訪問操作的存儲器提供適當的電壓。
每組開關和解碼器215、220和225可以由來自控制電路230的信號控制為擦除和編程操作提供適當電壓。對於一個實施例，控制電路是一個設計提供存儲器陣列155所有操作的控制的處理器，這些操作包括讀取、編程和擦除操作。在M Fandrich的題目為「閃速存儲器陣列中執行操作的方法和設備」於1996年4月16日公開的美國專利5509134中描述了這種控制電路的使用，並且轉讓給本發明的受託人。對於另一個方式的實施例，可以利用外部控制源例如微處理器以不同方式提供控制功能。
對於一個實施例，為完成閃速存儲器陣列155中一個或幾個存儲器單元的負擦除，來自負電荷泵145的精確負電壓通過字線開關和解碼器220提供給要擦除的特定存儲器單元的柵極。
圖3更詳細地表示了圖1和2的負電荷泵145。圖3表示的負電荷泵145設計可以用於提供大量不同負電壓電平包括用於擦除具有負擦除技術的閃速EEPROM存儲器單元的低負電壓(即，幅度大的負電壓)。
來自源極圖示為時鐘1和時鐘3的第一組輸入時鐘信號通過電容器311-314被提供給電荷泵145。來自源極圖示為時鐘2和時鐘4的第二組輸入時鐘信號通過電容器321-324被提供。
實施例的電荷泵145包括串聯連接的p溝道場效應電晶體(FET)301-304和310。電晶體301具有耦合接地的一端子而電晶體310具有耦合到輸出端子Vout的端子。該設備310在此稱為輸出級設備。對於實施例p溝道電晶體301-304和310的門限電壓近似1.5伏，但是對於另一個方式實施例可以更高或更低。
除了串聯耦合的電晶體301-304和310外，電荷泵145每級1-4也分別包括自舉P溝道電晶體331-334。自舉電晶體331-334用於對對應級串聯耦合p溝道設備的柵極端子預充電。因此，電荷泵145的第一級(級1)例如包括電晶體設備301、自舉電晶體設備331和電容器311和321。
對於實施例，電晶體301和302的襯底耦合到Vcc，而電晶體303和304的襯底耦合到Vss。電晶體301和302的襯底耦合到Vcc防止可能在對電荷泵145初始時鐘周期出現的閉鎖和/或其它質量問題。如果電晶體301和302的襯底耦合到Vss，電荷泵145的初始時鐘周期可以錯誤地正向偏置電晶體301和302的結。電晶體303和304進一步離開Vss電源並且因此能夠使它們的襯底耦合到Vss而具有出現這種問題的更低風險。電荷泵145的電晶體301-304，310和331-334可以是一個實施例的金屬氧化物半導體(MOS)電晶體，可是可以對另一個方式實施例使用其它類型的電晶體。
圖3所示兩個時鐘信號，時鐘2和時鐘4提供高值Vcc和低值接地。這些時鐘信號的幅度(時鐘信號高值和低值之間的差)為Vcc。可是，時鐘1和時鐘3信號提供3.1伏的高值和接地低值。因此，時鐘1和時鐘3信號具有3.1伏的幅度。時鐘信號1和3在此稱為泵浦時鐘信號，因為它們的幅度被泵浦得比例如Vcc高。在下面更詳細地描述產生時鐘信號2和時鐘信號4和泵浦時鐘信號1和時鐘信號3的方式。
儘管圖3詳細表示了電荷泵145的1-4級，對於實施例，使用八級提供用於擦除閃速存儲器陣列155的存儲器單元的-10.5伏電壓。其餘5-8級以類似1-4級的方式串聯耦合到級4和電晶體設備310之間。
為描述電荷泵電路145的工作，將描述單一級，級2的工作。隨著圖3所示對應時鐘信號1-4的時序圖，時鐘信號1和4初始為低。由於時鐘信號4為低，設備332初始接通。當時鐘信號2為低時，通過電容器321施加的負電壓脈衝通過設備332對設備302柵極端子上的電容器312充電到設備302源極端子的負電壓電平。當時鐘信號4然後為高時，設備332關閉，斷開設備302柵極並且使電容器312充電為負電平。
當時鐘信號3然後為低時，因為在該例子中泵浦時鐘信號的幅度是3.1伏電壓，和因為電容器312已經預充電為負值，設備302的柵極端子上電壓明顯地低於其源極端子電壓。因此，設備302在不經歷有效門限壓降(Vt)降的範圍內接通。使跨在設備302的壓降Vt等於0意味著更大電流從電容器321更快地傳輸給下級並且在下級上提供更高幅度電壓。
在電容器321上的低時鐘2脈衝開始將電容器322朝負Vcc值充電。當時鐘信號3升高時，設備302開始關閉。當時鐘信號4變低時，電容器322被充電到接近負二倍Vcc。設備332變成對設備302的柵極放電並且使它朝其漏極電壓改變，以致設備302很快關閉。當時鐘信號2變高時，設備302保持關閉而設備332保持接通以便均衡在設備302漏極和柵極端子上充電泵浦。
整體觀察電荷泵電路145，當設備301響應泵浦時鐘信號1的下降沿時，電容器311在其柵極端子上被通過已經關閉的設備331接地。因此，由於泵浦時鐘信號1的幅度設備301的柵極端子被強迫為低於源極端子。設備301因此被接通以便實際上它在沒有跨在設備301上的壓降Vt範圍內工作。
當接通時，設備301將電容器321和電容器312很快充電到接地電平(因為設備332在此時也接通)。然後，當時鐘信號1變高時設備301開始關閉。時鐘信號2的下降使電容器321變成負Vcc和通過設備331對電容器311放電完成設備301的關閉。低時鐘信號2繼續對電容器312充電直到時鐘信號4的升高關閉設備332使設備302的柵極被充電。如上所述，當泵浦時鐘信號3變低時，設備302被接通以便它在實際上不經歷Vt壓降的範圍內工作。這是因為泵浦時鐘信號3的低脈衝使設備302柵極端子上的電壓(已經被預充電為負值)變得低於設備302源極端子的電壓。以此方式接通設備302使電容器322閃速充電到接近負二倍Vcc的值。
相同的程序繼續通過級3和4以便在電荷泵145工作期間節點340上的電壓能達到負四倍Vcc電壓。對其餘級5-8(未示出)也繼續相同過程直到耦合到設備310源極端子上的最後電容器的電荷(未示出)滿足接通設備310。對於實施例，設備310被接通工作在呈現壓降Vt的範圍內，因為沒有提供自舉電晶體(例如電晶體331-334)。在電晶體310的門限電壓是1.5伏的情況下，壓降Vt是1.5伏。
因此，圖3的電荷泵浦電路設計得提供負泵浦輸出電壓，對於實施例該電壓具有近似等於泵級(N)數量乘以Vcc的幅度，減去輸出級設備310的門限電壓(既，對負電荷泵Vout＝-(N*Vcc)-Vt)。對於八級電荷泵例如電荷泵145，輸出節點的電壓Vout因此可以達到近似負八倍Vcc減去設備340的Vt，或負13.2伏(使用1.8+/-1500mV的Vcc的最壞情況電源電壓1.66伏)減去設備310的Vt。如果設備310具有1.5伏的Vt。電荷泵145可以提供接近負11.7伏的泵浦輸出電壓Vout。如同在此使用的術語泵浦電壓或泵浦輸出電壓是指對於電荷泵或例如增加或減少電路的其它電壓而言幅度大於給定輸入電壓的電壓。
應當理解，對於其它實施例，電荷泵可以包括比圖3所示更多或更少的級，以為相同或其它用途提供產生不同負泵浦輸出電壓的電荷泵。另外，應當理解儘管泵浦時鐘信號，圖3中的時鐘1和時鐘3具有上述實施例中的3.1伏幅度，對於另一個方式的實施例，泵浦時鐘信號的幅度也可以更高或更低。
如同本領域人員所理解的，利用n溝道(也稱為n型)電晶體替代電荷泵145的p溝道電晶體並且在串聯耦合電晶體一端上接收正輸入電壓而非接地的類似電荷泵也可以用於提供圖1和2的正電荷泵142或為不同用途的正電荷泵。
圖4表示了這種電荷泵的例子。圖4的電荷泵400以類似圖3的電荷泵145的方式工作，而信號和電壓的極性相反。如圖4中的電荷泵400以類似方式設計的正電荷泵可以提供近似等於[(1＋N)*Vcc]-輸出級設備405的Vt的正泵浦電壓，其中N是在正電荷泵中提供的泵級數量。因此，在使用1.65伏最壞情況和輸出級設備405的門限電壓為1.5伏情況下包含4級的正電荷泵400可以提供(5*1.65)-1.5＝6.75伏的正泵浦輸出電壓。
例如電荷泵400的正電荷泵可以用於提供圖1和2的正電荷泵142。另外，這種電荷泵可以用於其它實施例的正閃速存儲器單元的擦除技術和/或用於可以使用泵浦電壓的其它用途。
負電荷泵145所接收的泵浦時鐘信號1和3和正電荷泵400所接收的泵浦時鐘信號1P和3P規定電荷泵145和400利用低電源電壓按照比例工作。通過泵浦時鐘信號1、3、1P、3P以便它們具有比低電源電壓大的幅度，電荷泵電路145和400的串聯耦合電晶體可以在沒有跨接在電晶體上有效壓降Vt的範圍內工作。以此方式，不必增加低電源電壓的電荷泵級數量來實現相同的泵浦輸出與電源電壓關係。
另外，通過利用泵浦時鐘，某些實施例的電荷泵電晶體的某些門限電壓不需要調節得適應較低電源電壓。較低電晶體門限電壓可以導致出現例如較高漏電電流。
按照一個或幾個實施例的電荷泵甚至可以利用低於電荷泵中一個或幾個電晶體門限電壓的電源電壓工作。對於某些實施例，為實現該任務，圖3所示的時鐘信號3和4也是泵浦時鐘信號。對於這種實施例，可以減少用於提供給定泵浦電壓的電荷泵級數量。可是，泵浦時鐘信號2和4可能降低這種電荷泵電路的效率。對於任何給定電荷泵設計，可能權衡折衷空間、效率、門限電壓和電源電壓。
另外，對於圖3和4的負電荷泵145和正電荷泵400兩者，在輸出節點Vout上的輸出電流分別與輸入時鐘頻率成正比。因為兩個電荷泵145和400的泵浦時鐘規定每級的串聯耦合電晶體在不經歷跨越它們的壓降Vt的範圍工作，電荷泵145和400的電容器可以非常快地充電。對於某些實施例，消除了在各種時鐘信號之間提供大量額外重疊而使電容器充電提供時間更多的需要。以此方式，可以利用相對高頻率時鐘信號提供相對大的輸出電流。
圖5更詳細地表示了圖1的時鐘驅動器144。壓控振蕩器147和時鐘驅動器144協調工作產生圖3中所示的時鐘信號1-4。對於實施例，壓控振蕩器147接收來自總線110的Vcc並且在輸出上產生時鐘信號CLK。CLK信號被提供給配置在時鐘驅動器144上的相位發生器505，它在其輸出上產生四個不同相位，CLK信號的PH1-PH4。
PH1-PH4的每個信號在相位發生器505的輸出端具有Vcc幅度。PH2和PH4信號分別提供時鐘信號2和4。PH1和PH3信號被提供給時鐘泵515。時鐘泵515接收來自正電荷泵142(圖1和2)或其它電壓增加電路內部級的3.1伏電壓信號。在該例子中利用了8伏電荷泵205提供3.1伏時鐘泵電源，可是，可以利用任何正電荷泵。3.1伏近似等於兩倍Vcc，其中Vcc等於1.8伏+/-150mV所以3.1伏信號可以從例如8伏電荷泵205的第一級提取。時鐘泵515利用3.1伏電源信號泵浦PH1和PH3信號的幅度到3.1伏，在其輸出上提供時鐘信號1和3。時鐘信號1和3以上面參照圖3描述的方式被提供給負電荷泵145。
圖4的泵浦時鐘信號1P和3P可以以相同方式產生。
參照圖3，在輸出節點上電荷泵145的泵浦輸出電壓Vout由於電路中電容器的充電和放電而波動。為提供例如閃速存儲器單元擦除操作使用的精確負電壓，穩壓器電路例如穩壓器電路150(圖2)可以使用。
圖6詳細地表示一個實施例的穩壓器電路150。穩壓器電路150耦合到壓控振蕩器147的輸入。壓控振蕩器147耦合到時鐘驅動器144的輸入，該驅動器提供控制負電荷泵145工作的時鐘信號1-4。
當壓控振蕩器147能夠通過時鐘驅動器144提供時鐘信號時穩壓器電路150控制負電荷泵145的工作。以此方式，當電荷泵145輸出上的泵浦輸出電壓Vout幅度低於(即，更正些)所希望的輸出電壓時負電荷泵145可以接通，和/或當Vout幅度高於所希望時(更負)關閉。
穩壓器電路150包括兩個電阻R1和R2與電荷泵145輸出節點Vout串聯耦合，形成電壓分壓器。串聯耦合的電阻R1和R2的相反端耦合到第一基準電壓Vref1。本領域人員應當理解，圖6的電壓分壓器可以以其它方式形成，例如通過例如連接到電晶體的串聯二極體形成。
穩壓器電路150也包括比較器電路605，可以是實施例的差分放大器。比較器電路605的一個輸入耦合到電阻R1和R2形成的電壓分壓器節點610上。比較器電路605的另一個輸入耦合到第二基準電壓Vref2。對於該實施例，Vref1具有4伏的數值而Vref2具有1伏的值。對於實施例，電阻R1和R2被選擇得當輸出節點的電壓Vout是所希望電平(對於參照圖3描述的實施例-10.5伏)時，節點610上電壓等於近似1伏。對於不同基準電壓電平和/或輸出電壓不同希望值Vout，電阻R1和R2值可以以另一個方式選擇。另外，不同基準電壓Vref1和Vref2可以用於其它實施例。
在工作中，如果Vout電平大於(即更正)所希望輸出電壓電平(圖3所示實施例中為-10.5伏)，則比較器電路605正端子上的輸入值比比較器電路605負端子提供的電平更正。比較器電路605的輸入條件保持壓控振蕩器147接通並且逐漸增加電荷泵145的輸出。
當Vout電平變成小於(即更負)所希望電平，則比較器電路605正端子上的輸入值小於比較器電路605負端子上提供的正電平。由於輸出電容上的電壓積累逐漸耗散，比較器電路605的輸入條件關閉了壓控振蕩器147並且逐漸減少負輸出電壓Vout。以此方式，負電荷泵145輸出上產生的電壓電平可以調整以提供相對恆定的Vout電平。
應當理解，類似圖6的穩壓器電路的穩壓器電路也可以用於例如圖4電荷泵400的調節正電荷泵。這種電路的基準電壓值和/或電阻值(在使用電阻的場合)可以選擇不同需要Vout值。
也應當理解，其它類型的穩壓器電路也可以用於各種實施例。
現在參照圖7描述提供泵浦輸出電壓方法的一個實施例。該方法包括步驟705泵浦時鐘信號以產生具有幅度大於電源電壓的泵浦時鐘信號。在步驟710，泵浦時鐘信號在電荷泵端子上被接收，在步驟715在電荷泵輸出上提供泵浦輸出信號，其中泵浦輸出信號具有大於電源電壓的幅度。
在上述說明書中，已經參照特定示範性實施例描述了本發明。可是，應當理解可以對本發明進行各種修改、改變而不脫離如中闡述的本發明的更廣的精神和範圍。因此，說明書和附圖被認為是對本發明的說明而非限制。
權利要求
1.一種電荷泵設計在以電源電壓工作的集成電路設備上，該電荷泵包括一個預定數量串聯耦合的泵級，至少一個被耦合泵級以接收第一泵浦時鐘信號；和一個輸出節點串聯耦合到預定數量泵級的一端，該輸出節點提供泵浦輸出電壓。
2.權利要求1的電荷泵，其中泵級預定數量的每個進一步耦合以接收具有幅度等於電源電壓的第二時鐘信號。
3.權利要求1的電荷泵，進一步包括一個輸出級耦合到輸出節點和預定數量泵級之間，該輸出級具有第一門限電壓，其中泵浦輸出電壓幅度近似等於電源電壓乘以預定數量減去第一門限電壓。
4.權利要求1的電荷泵，進一步包括耦合到輸出節點和預定數量泵級之間的輸出級，該輸出級具有第一門限電壓，其中泵浦輸出電壓幅度近似等於[(1+預定數量的級)*電源電壓]減去輸出級的門限電壓。
5.權利要求1的電荷泵，其中預定數量泵級的相反端耦合到接地並且泵浦輸出電壓是負泵浦輸出電壓。
6.權利要求1的電荷泵，其中預定數量泵級的相反端耦合到電源電壓和泵浦輸出電壓是正泵浦輸出電壓。
7.權利要求2的電荷泵，其中每個預定數量泵級包括一個電晶體，具有柵極耦合通過第一電容器接收第一泵浦時鐘信號，和一個端子耦合通過第二電容器接收第二時鐘信號。
8.權利要求2的電荷泵，其中每個泵級被耦合以接收第一泵浦時鐘信號多個相位之一和第二時鐘信號多個相位之一。
9.權利要求1的電荷泵，進一步包括耦合到輸出節點的穩壓器電路，當泵浦輸出電壓下降到低於預定電平時該穩壓器電路通過啟動電荷泵調節泵浦輸出電壓，而當泵浦輸出電壓高於預定電平時中斷電荷泵工作。
10.一種電源電壓操作的非易失存儲器，非易失存儲器包括一個存儲器陣列；和一個第一電荷泵耦合到存儲器陣列，第一電荷泵包括一個預定數量串聯耦合的泵級，至少一個泵級被耦合以接收第一泵浦時鐘信號，和一個輸出節點串聯耦合到預定數量泵級的一端，輸出節點提供泵浦輸出電壓。
11.權利要求10的非易失存儲器，進一步包括一個時鐘驅動器被耦合以接收幅度高於電源電壓的時鐘泵浦電壓，該時鐘驅動器被耦合提供第一泵浦時鐘信號給至少一個泵級。
12.權利要求11的非易失存儲器，進一步包括第二電荷泵耦合到時鐘驅動器，第二電荷泵提供時鐘泵電壓給時鐘驅動器。
13.權利要求10的非易失存儲器，進一步包括一個穩壓器電路耦合到第一電荷泵，當泵浦輸出電壓下降到低於預定電平時穩壓器電路通過啟動第一電荷泵調節泵浦輸出電壓，當泵浦輸出電壓高於預定電平時中斷第一電荷泵的操作。
14.權利要求10的非易失存儲器，其中第一電荷泵是負電荷泵，該電荷泵響應指向閃速存儲器陣列的存儲器擦除操作被啟動。
15.權利要求14的非易失存儲器，其中第一電荷泵進一步包括耦合在輸出節點和預定數量泵級之間的輸出級，該輸出級具有第一門限電壓，其中泵浦輸出電壓幅度近似等於電源電壓乘以預定數量減去第一門限電壓。
16.權利要求10的非易失存儲器，其中第一電荷泵是正電荷泵，響應指向閃速存儲器陣列的存儲器讀取或寫入操作之一被啟動。
17.權利要求16的非易失存儲器，其中第一電荷泵進一步包括耦合在輸出節點和預定數量泵級之間的一個輸出級，該輸出級具有第一門限電壓，其中泵浦輸出電壓幅度近似等於[(1+預定數量級)*電源電壓]減去輸出級的門限電壓。
18.一種提供泵浦輸出電壓的方法，該方法包括步驟泵浦時鐘信號以產生泵浦時鐘信號；在電荷泵至少一端上接收泵浦時鐘信號；和提供來自電荷泵的泵浦輸出電壓。
19.權利要求18的方法，進一步包括調節泵浦輸出電壓基本上等於預定電平的步驟。
20.權利要求18的方法，其中調節泵浦輸出電壓的步驟包括步驟當泵浦輸出電壓下降到低於預定電平時啟動電荷泵，和當泵浦輸出電壓上升高於預定電平時中斷電荷泵操作。
21.權利要求18的方法，其中提供泵浦輸出電壓的步驟包括強迫電荷泵中電晶體柵極電壓低於電荷泵源極端子電壓的步驟。
22.一種個人計算機系統包括一個總線傳輸信息；一個處理器耦合到該總線處理指令；和一個非易失存儲器耦合到該總線存儲處理器使用的指令，該非易失存儲器在電源電壓上工作，該非易失存儲器包括一個存儲器陣列，和一個電荷泵耦合到該存儲器陣列，第一電荷泵包括一個預定數量串聯耦合的泵級，至少一個泵級被耦合接收第一泵浦時鐘信號，和一個輸出節點串聯耦合到預定數量泵級一端，該輸出節點提供泵浦輸出電壓。
23.權利要求22的計算機系統，其中非易失存儲器進一步包括一個時鐘驅動器被耦合接收幅度高於電源電壓的時鐘泵電壓，時鐘驅動器被耦合提供第一泵浦時鐘信號給至少一個泵級。
24.權利要求22的計算機系統，其中非易失存儲器進一步包括一個穩壓器電路耦合到電荷泵，當泵浦輸出電壓下降低於預定電平時該穩壓器電路通過啟動第一電荷泵調節泵浦輸出電壓，和當泵浦輸出電壓高於預定電平時中斷第一電荷泵的操作。
25.權利要求22的計算機系統，其中電荷泵是負電荷泵，響應指向閃速存儲器陣列的存儲器擦除操作被啟動。
26.權利要求22的計算機系統，其中電荷泵是正電荷泵，響應指向閃速存儲器陣列的存儲器讀取或寫入操作之一被啟動。
全文摘要
一種具有預定數量串聯連接泵級(321－324)的電荷泵(145),這些泵級接收具有不同幅度高邏輯電平的時鐘信號(CLK1－4)。
文檔編號H02M3/07GK1334935SQ99813730
公開日2002年2月6日 申請日期1999年6月8日 優先權日1998年9月25日
發明者J·J·亞瓦尼法德, M·J·陶布 申請人:英特爾公司