一種低壓開關電荷泵的設計
加入技術交流群
第i個周期，結點2和結點3的電壓V2i，V3i分別為：
V2i和V3i不斷升高，當V3i高于VP一個閾值電壓時，編程電壓VP被完全傳送到編程結點。
但隨著震蕩周期數的增加，VTH2i，VTH1i的值增大。當電荷泵進入穩態且VP能完整傳遞到編程結點，結點2，3的電壓峰值達到最大，用V2PEKAmax，V3PEKAmax分別表示。此時N1，N2，N3管的體效應最大，其閾值電壓達到最大值，用VTH1max，VTH2max，VTH3max分別表示。為了使編程高壓VP完全傳到編程結點，則
V2PEKAmax≥VTH2max+VTH3max+VP (6)
隨著工藝尺寸的縮小，工作電壓VDD，柵源擊穿電壓BVGS，源漏擊穿電壓BVDS，源襯底PN結擊穿電壓BVSB都降低。設計兩閾值損失電荷泵時將會遇到以下兩個嚴重甚至無法解決的問題：
問題一：因VTH2i，VTH1i變大，如果在第i個周期時
C1×VDD／(C1+CS)-VTH2i-VTH1i0 (7)
則結點2抬升的電壓無法維持兩個閾值損失，此時傳到編程結點的編程電壓VBLVP。
問題二：若在電荷泵工作過程中，V2i>BVGS，柵氧擊穿；V2i>BVSB，N+／PWELL的PN結擊穿。
1．2 傳統的兩閾值電荷泵的仿真結果和問題分析
將傳統的兩閾值電荷泵在TSMC 0．35μm的CMOS工藝上，我們假設VP為7V，工作電壓為3．3V仿真結果如圖2所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/187314.htm
此時在40μs的時間，VBL上升到5．423V，編程電壓VP出現1．577V的電壓損失，此時內部高壓結點電壓已經達到9．681V。根據實際的仿真，兩閾值開關電荷泵至少工作在VDD=5V下才能將VP完全傳遞到編程結點。如果外加VDD小于4V時，在某個周期里結點2抬升的電壓已經無法維持兩個閾值損失，傳送的編程電壓不再繼續抬升而出現損失。并且在4V的VDD下，結點2的電壓峰值達到10．5V，超過柵氧擊穿電壓10V的限制。
評論