升壓電路制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種升壓電路，該升壓電路具有：輸出電路，該輸出電路包括：根據(jù)第一傳送控制信號將第一升壓節(jié)點(diǎn)所累積的電荷傳送至第一輸出節(jié)點(diǎn)的第一傳送電路、檢測第一輸出節(jié)點(diǎn)的電壓的檢測電路、以及根據(jù)檢測電路的檢測信號對第一升壓電路節(jié)點(diǎn)以電荷預(yù)充電的預(yù)充電電路；第一泵電路，該第一泵電路包括：根據(jù)第二傳送控制信號將電荷傳送至第二輸出節(jié)點(diǎn)的第二傳送電路、以及耦接至第一升壓節(jié)點(diǎn)，且根據(jù)傳送至第二輸出節(jié)點(diǎn)的電荷將第一升壓節(jié)點(diǎn)的電位升壓的第一電容單元；以及，耦接至輸出電路以及第一泵電路，且根據(jù)第一輸出節(jié)點(diǎn)的電位控制第二傳送控制信號的控制電路。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)是關(guān)于升壓方法，特別是關(guān)于用于需要高電壓的半導(dǎo)體存儲器等等的半導(dǎo)體裝置的升壓電路。
技術(shù)介紹
隨著對半導(dǎo)體設(shè)計的微縮，驅(qū)動半導(dǎo)體元件所需的操作電壓降低，提供至半導(dǎo)體裝置所需的電源電壓也隨之降低。例如，從半導(dǎo)體存儲器外部所提供的電源電壓由3. 3到2.5V被降低至1.8V。另一方面，半導(dǎo)體存儲器的內(nèi)部電路常需要多種不同的電源，例如用 于驅(qū)動晶體管的電壓、施加至基底和井的電壓等等，需要比電源電壓更高的高電壓。因此，半導(dǎo)體裝置需具有可將外部所提供的電源電壓提升至所需的電壓的升壓電路。這樣的升壓電路一般通過充電泵(charge-pump)電路所構(gòu)成。如圖la、圖Ib所示，專利文件I (日本專利特開2005-235315號公報)揭露二串聯(lián)的泵電路，構(gòu)成可將電源電壓升壓2倍以上的升壓電路。此升壓電路用于動態(tài)存儲器的內(nèi)部電路，轉(zhuǎn)換電源電壓VDD為更高的電壓Vpp以施加至字線。該升壓電路具有反相器INV、電容C1、C2、開關(guān)SW1、SW2。如圖Ia所示，當(dāng)開關(guān)SW1、SW2不導(dǎo)通的時候，電容Cl的負(fù)極接地，電容器Cl蓄積對應(yīng)于電源VDD的電荷，電容器C2也同樣蓄積對應(yīng)于電源VDD的電荷。當(dāng)施加驅(qū)動電壓Vpp至DRAM的字線的時候，驅(qū)動開關(guān)SW1、SW2導(dǎo)通，電容Cl的電極從VDD升壓至2*VDD，通過此升壓后的電壓將電容C2的電極升壓至3*VDD，施加升壓電壓Vpp至字線。此外，有鑒于半導(dǎo)體存儲器升壓電路的動作時機(jī)與升壓電壓被消耗的時機(jī)并不一致，以及鑒于充電泵電路的升壓動作高速化的困難，使得許多的升壓電路互相分散操作，專利文件2(日本專利特開2001-250381號公報)揭露一可消耗一致化的時間以得到較好操作效率的升壓電路。圖2繪示一傳統(tǒng)由泵電路串聯(lián)而成的升壓電路的結(jié)構(gòu)。此升壓電路用以將外部所提供的電源電壓Vdd升壓，使其輸出3倍于電源電壓Vdd的升壓電壓。輸出電路包括輸出端OUT。于預(yù)充電期間，時脈信號CLK為低電壓位準(zhǔn)，這段期間，通過P型的預(yù)充電晶體管Prel將升壓節(jié)點(diǎn)boost-ι預(yù)充電至Vdd。之后時脈信號CLK變?yōu)楦唠妷何粶?zhǔn)，傳送控制信號Kickb變?yōu)榈碗妷何粶?zhǔn)，于升壓節(jié)點(diǎn)boost-Ι所蓄積的電荷通過P型的傳送晶體管TP2傳送至輸出節(jié)點(diǎn)Kick。自傳送開始經(jīng)過反相器IN2、IN3所延遲的時間后，關(guān)閉預(yù)充電晶體管Prel。升壓節(jié)點(diǎn)boost-Ι耦接至包括電容單元Cl在中間的泵電路。泵電路和輸出電路有相同的組成，但在這中間的泵電路，提供經(jīng)過反相器IN4、IN5、IN6所延遲時脈信號CLK的時脈信號。輸出電路也相同地，通過傳送晶體管TP5，將升壓節(jié)點(diǎn)boost-2的所預(yù)充電的電荷傳送至輸出節(jié)點(diǎn)Kick-Ι，因此，容量結(jié)合的升壓節(jié)點(diǎn)boost-Ι被升壓。此外，升壓節(jié)點(diǎn)boost-2耦接至包括電容C2前段的泵電路。前段的泵電路包括，傳送電源Vdd至輸出節(jié)點(diǎn)Kick-2的傳送晶體管TP7，提供經(jīng)過反相器IN4、IN5、IN9、IN10、INll所延遲時脈信號CLK的時脈信號至傳送晶體管TP7、TN7。若輸出節(jié)點(diǎn)Kick-2升壓至Vdd,則容量結(jié)合的升壓節(jié)點(diǎn)boost-2升壓至2*Vdd，最后，輸出電路的輸出節(jié)點(diǎn)kick產(chǎn)生3*Vdd的升壓電壓。像這樣的升壓電路，具有可產(chǎn)生同步于時脈信號CLK的升壓電壓的優(yōu)點(diǎn)，然而如果為了將升壓電路高速操作而把時脈信號CLK的頻率提高，在升壓節(jié)點(diǎn)boost-1、boos t-2被充分預(yù)充電至Vdd位準(zhǔn)之前,升壓節(jié)點(diǎn)boost-1、boost-2的電荷就會被傳送至輸出節(jié)點(diǎn)Kick、Kick-Ι，而無法于輸出OUT獲得3*Vdd的升壓電壓(< 3*Vdd)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是用以解決上述過去的問題，以提供能確實(shí)產(chǎn)生升壓電壓的升壓電路為目標(biāo)。此外，本專利技術(shù)更可監(jiān)控被升壓的輸出節(jié)點(diǎn)，并以較簡單的組成來提供產(chǎn)生穩(wěn)定的升壓電壓的升壓電路。根據(jù)本專利技術(shù)的一實(shí)施例的升壓電路具有一輸出電路，包括一第一傳送電路，根據(jù)用于控制電荷傳送的一第一傳送控制信號，傳送一第一升壓節(jié)點(diǎn)所累積的電荷至一第一輸出節(jié)點(diǎn)；一第一檢測電路，檢測上述第一輸出節(jié)點(diǎn)的電壓；以及一第一預(yù)充電電路，根據(jù)上述第一檢測電路的一第一檢測信號，對上述第一升壓電路節(jié)點(diǎn)以電荷預(yù)充電、一第一泵電路，包括一第二傳送電路，根據(jù)用于控制電荷傳送的一第二傳送控制信號，傳送電荷至一第二輸出節(jié)點(diǎn)；以及一第一電容單元，耦接至上述第一升壓節(jié)點(diǎn)，且根據(jù)傳送至上述第二輸出節(jié)點(diǎn)的電荷對上述第一電壓節(jié)點(diǎn)的電位升壓、以及一控制電路，耦接至上述輸出電路以及上述第一泵電路，根據(jù)上述第一輸出節(jié)點(diǎn)的電位控制上述第二傳送控制信號。根據(jù)本專利技術(shù)的一實(shí)施例的升壓電路具有一種升壓電路，包括一輸出電路，包括一第一傳送電路，根據(jù)用于控制電荷傳送的一第一傳送控制信號，傳送一第一升壓節(jié)點(diǎn)所累積的電荷至一第一輸出節(jié)點(diǎn)；一第一檢測電路，檢測上述第一輸出節(jié)點(diǎn)的電壓；以及一第一預(yù)充電電路，根據(jù)上述第一檢測電路的一第一檢測信號，對上述第一升壓電路節(jié)點(diǎn)以電荷預(yù)充電、以及一第一泵電路，包括一第二傳送電路，根據(jù)用于控制電荷傳送的一第二傳送控制信號，傳送電荷至一第二輸出節(jié)點(diǎn)；以及一第一電容單元，耦接至上述第一升壓節(jié)點(diǎn)，且根據(jù)傳送至上述第二輸出節(jié)點(diǎn)的電荷對上述第一電壓節(jié)點(diǎn)的電位升壓，其中，上述第二傳送控制信號耦接至上述第一檢測信號。根據(jù)本專利技術(shù)的一較佳實(shí)施例的升壓電路，其中上述第一泵電路更包括一第二檢測電路，檢測上述第二輸出節(jié)點(diǎn)的電壓；以及一第二預(yù)充電電路，根據(jù)上述第二檢測電路的一第二檢測信號，對上述第二升壓電路節(jié)點(diǎn)以電荷預(yù)充電。根據(jù)本專利技術(shù)的一較佳實(shí)施例的升壓電路，更包括一第二泵電路，包括一第三傳送電路，根據(jù)用于控制電荷傳送的一第三傳送控制信號，傳送電荷至一第三輸出節(jié)點(diǎn)；以及一第二電容單元，耦接至上述第二升壓節(jié)點(diǎn)，且根據(jù)傳送至上述第三輸出節(jié)點(diǎn)的電荷對上述第二電壓節(jié)點(diǎn)的電位升壓，其中，上述控制電路更根據(jù)上述第二輸出節(jié)點(diǎn)的電位控制上述第三傳送控制信號。根據(jù)本專利技術(shù)的一較佳實(shí)施例的升壓電路，當(dāng)上述第一輸出節(jié)點(diǎn)達(dá)到一臨界值以上的時候，上述第一預(yù)充電電路停止對第一升壓節(jié)點(diǎn)的電荷預(yù)充電，并且上述第二傳送電路將上述第二升壓節(jié)點(diǎn)所蓄積的電荷傳送至上述第二輸出節(jié)點(diǎn)，將上述第一升壓節(jié)點(diǎn)的電位升壓。根據(jù)本專利技術(shù)的一較佳實(shí)施例的升壓電路，其中當(dāng)上述第二輸出節(jié)點(diǎn)達(dá)到上述臨界值以上的時候，上述第二預(yù)充電電路停止對第二升壓節(jié)點(diǎn)的電荷預(yù)充電，并且上述第三傳送電路將電荷傳送至上述第三輸出節(jié)點(diǎn)，將上述第二升壓節(jié)點(diǎn)的電位升壓。根據(jù)本專利技術(shù)的一較佳實(shí)施例的升壓電路，更包括多個上述第一泵電路串聯(lián)。專利技術(shù)的有益技術(shù)效果本專利技術(shù)通過根據(jù)輸出節(jié)點(diǎn)的電壓控制對升壓節(jié)點(diǎn)的預(yù)充電，避免升壓節(jié)點(diǎn)或者輸出節(jié)點(diǎn)的電位在不充分的狀態(tài)下進(jìn)行對電容的升壓操作，因此，可確實(shí)獲得預(yù)定的 升壓電壓。附圖說明圖la、圖Ib是表示傳統(tǒng)的充電泵電路的一實(shí)施例的圖式。圖2是表不傳統(tǒng)的升壓電路的一實(shí)施例的圖式。圖3是表示根據(jù)本專利技術(shù)的一實(shí)施例的升壓電路的組成圖。圖4是表示如圖3所示的升壓控制電路的一組成實(shí)施例。圖5是表示根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的升壓電路的動作流程圖。圖6是表示根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的升壓電路的節(jié)點(diǎn)或信號的狀態(tài)列表。圖7是表示傳統(tǒng)升壓電路的節(jié)點(diǎn)或信號的狀態(tài)列表。圖8是表示根據(jù)本專利技術(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種升壓電路，其特征在于，所述升壓電路包括：一輸出電路，包括：一第一傳送電路，根據(jù)用于控制電荷傳送的一第一傳送控制信號，傳送一第一升壓節(jié)點(diǎn)所累積的電荷至一第一輸出節(jié)點(diǎn)；一第一檢測電路，檢測所述第一輸出節(jié)點(diǎn)的電壓；以及一第一預(yù)充電電路，根據(jù)所述第一檢測電路的一第一檢測信號，對所述第一升壓電路節(jié)點(diǎn)以電荷預(yù)充電；一第一泵電路，包括：一第二傳送電路，根據(jù)用于控制電荷傳送的一第二傳送控制信號，傳送電荷至一第二輸出節(jié)點(diǎn)；一第一電容單元，耦接至所述第一升壓節(jié)點(diǎn)，且根據(jù)傳送至所述第二輸出節(jié)點(diǎn)的電荷對所述第一電壓節(jié)點(diǎn)的電位升壓；以及一控制電路，耦接至所述輸出電路以及所述第一泵電路，根據(jù)所述第一輸出節(jié)點(diǎn)的電位控制所述第二傳送控制信號。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：村上洋樹，
申請(專利權(quán))人：華邦電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：