电荷泵滤波电路的制作方法

本发明涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种电荷泵滤波电路。

背景技术：

1、随着半导体技术的发展，器件的工作电压越来越低，对于存储器来说，其工作所需的电源电压不断缩小到如2.5v、1.8v或1v以下。但是，存储器的编程和擦除电压会远大于电源电压，也即存储器的编程和擦除电压相对于电源电压为高压，这时通常需要采用电荷泵电路来将电源电压变换到所需的编程电压或擦除电压，在集成电路中，往往需要同时采用到正电压和负电压。

2、如图1所示，是现有电荷泵电路的结构图；电荷泵101的电源端连接电源电压vcc，图1中还显示了电源电压vcc的大小为1.6v～5.5v。电荷泵是通过开关电路控制，对电容进行充电使得电容两个电极之间的电压产生电压差；在电容存储有电荷时，当一个电极的电压突变时，另一个电极的电压也会产生突变，从而使得两个电极之间的电压差保持不变，当一个电极的电压为电源电压vcc时，另一个电极的电压则大于电源电压vcc，从而使得电压提升，通过多个电荷泵单元的级联，能在输出端得到比电源电压vcc大很多的输出电压vout。输出电压vout的大小根据芯片如存储器的需要确定，存储器包括闪存。

3、现有电荷泵电路中，为了保证在低压下的驱动能力，高压的波纹(ripple)就会比较大，影响芯片的性能和可靠性。如图2所示，是现有电荷泵电路在不同电源电压下的输出电压的波形曲线；当vcc＝1.6v时，曲线102中，输出电压vout的波纹较小，但是由于电源电压vcc较小，故所述电荷泵的驱动能力需要得到保证。

4、当vcc＝5.5v时，虽然具有较大的驱动能力，但是曲线103中，输出电压vout的波纹较大。

5、所以，为了保证低压即vcc较低时的驱动能力(drive capability)要求，电荷泵的驱动能力需要增加；但是，当电荷泵的驱动能力增加后，在高压即vcc较高时的应用中，又会出现输出电压vout抖动即波纹较大的缺陷。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种电荷泵滤波电路，能保证低压下的驱动能力，同时又能降低高压下的波纹缺陷。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的电荷泵滤波电路包括：第一pmos管和第一电容。

3、所述第一pmos管的源极连接电荷泵的输出端。

4、所述第一pmos管的漏极连接所述第一电容的第一端且所述第一pmos管的漏极为输出电压的输出端。

5、所述第一电容的第二端接地。

6、所述第一pmos管的栅极连接第一节点，所述第一节点的电压为第一电压，所述第一pmos管具有第一导通电阻。

7、所述电荷泵的电源端连接电源电压。

8、所述第一电压和所述电源电压成比例，使所述第一导通电阻受所述电源电压大小调节。

9、当所述电源电压增加时，所述第一节点的电压增加，所述第一导通电阻增加，使所述滤波电路的滤波效果增加。

10、当所述电源电压降低时，所述第一节点的电压降低，所述第一导通电阻降低，使所述电荷泵的驱动能力增加。

11、进一步的改进是，所述第一电压由第一分压电路得到。

12、所述第一分压电路连接在所述电源电压和地之间。

13、所述第一分压电路包括多个二极管连接的mos晶体管串联形成的串联结构，所述第一节点从所述串联结构中的一个串联点引出。

14、进一步的改进是，所述串联结构中的各所述mos晶体管都采用pmos管。各所述mos晶体管的栅极和漏极短接实现二极管连接。

15、进一步的改进是，所述串联结构中的所述mos晶体管的数量包括2个。

16、进一步的改进是，所述第一分压电路中还包括一个开关管，所述开关管和所述串联结构串接，所述开关管控制所述第一分压电路的导通和关断。

17、所述开关管的控制端连接第一控制信号，当所述输出电压大于等于设定值时，所述第一控制信号使所述开关管关闭；当所述输出电压小于设定值时，所述第一控制信号使所述开关管导通。

18、进一步的改进是，所述开关管由第二pmos管组成。

19、所述第二pmos管的源极连接所述电源电压。

20、所述第二pmos管的漏极连接所述串联结构的第一端，所述串联结构的第二端接地。

21、进一步的改进是，所述第一控制信号采用所述电荷泵的反馈信号的反相信号。

22、进一步的改进是，所述电荷泵还包括反馈电路，所述反馈电路输出所述反馈信号。

23、当所述输出电压大于等于设定值时，所述反馈信号为低电平。

24、当所述输出电压小于设定值时，所述反馈信号为高电平。

25、进一步的改进是，还包括：第一反相器，所述第一反相器的输入端连接所述反馈信号，所述第一反相器的输出端输出所述第一控制信号。

26、进一步的改进是，所述电源电压的变化范围包括1.6v～5.5v。

27、本发明在电荷泵的输出端设置有滤波电路，滤波电路的电阻采用第一pmos管形成的第一导通电阻，且将提供到第一pmos管的栅极的第一电压设置为和电源电压成比例，由于第一导通电阻的大小会随第一电压的变化而变化，故最后能使得第一导通电阻的大小会电源电压的大小变化而变化，当电源电压增加时，第一pmos管的源栅电压会减少，故第一导通电阻会增加，这样有利于提升由第一导通电阻和第一电容形成的滤波电路的滤波效果，所以，在高压即电源电压较高时能提高滤波效果，从能降低高压下输出电压的波纹缺陷；而当电源电压降低时，第一pmos管的源栅电压会增加，故第一导通电阻会降低，这样能使电荷泵的驱动能力增加，所以，本发明还同时能保证低压即电源电压较低时的驱动能力。

技术特征：

1.一种电荷泵滤波电路，其特征在于，滤波电路包括：第一pmos管和第一电容；

2.如权利要求1所述的电荷泵滤波电路，其特征在于：所述第一电压由第一分压电路得到；

3.如权利要求2所述的电荷泵滤波电路，其特征在于：所述串联结构中的各所述mos晶体管都采用pmos管，各所述mos晶体管的栅极和漏极短接实现二极管连接。

4.如权利要求3所述的电荷泵滤波电路，其特征在于：所述串联结构中的所述mos晶体管的数量包括2个。

5.如权利要求2所述的电荷泵滤波电路，其特征在于：所述第一分压电路中还包括一个开关管，所述开关管和所述串联结构串接，所述开关管控制所述第一分压电路的导通和关断；

6.如权利要求5所述的电荷泵滤波电路，其特征在于：所述开关管由第二pmos管组成；

7.如权利要求6所述的电荷泵滤波电路，其特征在于：所述第一控制信号采用所述电荷泵的反馈信号的反相信号。

8.如权利要求7所述的电荷泵滤波电路，其特征在于：所述电荷泵还包括反馈电路，所述反馈电路输出所述反馈信号；

9.如权利要求8所述的电荷泵滤波电路，其特征在于，还包括：第一反相器，所述第一反相器的输入端连接所述反馈信号，所述第一反相器的输出端输出所述第一控制信号。

10.如权利要求1所述的电荷泵滤波电路，其特征在于：所述电源电压的变化范围包括1.6v～5.5v。

技术总结
本发明公开了一种电荷泵滤波电路，包括：第一PMOS管和第一电容。第一PMOS管的源极连接电荷泵的输出端。第一PMOS管的漏极连接第一电容的第一端且作为输出电压的输出端。第一电容的第二端接地。第一PMOS管的栅极连接第一节点，第一节点的电压为第一电压，第一PMOS管具有第一导通电阻。电荷泵的电源端连接电源电压。第一电压和电源电压成比例，使第一导通电阻受所述电源电压大小调节。当电源电压增加时，第一节点的电压增加，第一导通电阻增加，滤波效果增加。当电源电压降低时，第一节点的电压降低，第一导通电阻降低，驱动能力增加。本发明能保证低压下的驱动能力，同时又能降低高压下的波纹缺陷。

技术研发人员：杨光军
受保护的技术使用者：上海华虹宏力半导体制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14