一种时钟产生电路、电荷泵电路及存储器的制作方法

本发明涉及存储器技术领域，特别是涉及一种时钟产生电路、一种电荷泵电路以及一种存储器。

背景技术：

flash(闪存)中的电荷泵电路需要用到时钟信号。在低功耗的应用需求下，降低时钟产生电路的功耗也是提高flash产品性能的方法之一。

图1是现有时钟产生电路的结构示意图。该时钟产生电路主要通过电流源管(p0’/p1’/p2’，n0’/n1’/n2’)对结点a’、b’、c’的电容进行充放电，以形成时钟信号，a’、b’、c’三个结点的幅度是满摆幅的，即在a’、b’、c’三个结点的幅度为vdd’和0。

现有时钟产生电路还存在以下缺陷：在a’、b’、c’结点电压达到下一级振荡器的翻转点电压时，依然需要消耗电能将结点的电容继续充电到vdd’，或者放电到0。这样造成了额外浪费的功耗，电路性能低。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种时钟产生电路、一种电荷泵电路以及一种存储器，以解决现有时钟产生电路浪费功耗，电路性能低的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种时钟产生电路，包括第一级振荡器和至少一个第二级振荡器，所述第一级振荡器和所述至少一个第二级振荡器相互串联连接，所述第一级振荡器包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，其中，

所述第一开关管的第一端与电源相连，所述第四开关管的第一端接地，所述第一开关管的控制端和所述第四开关管的控制端分别与所述至少一个第二级振荡器中最后一个第二级振荡器的输出端相连，所述第二开关管的控制端与第一预设电压的提供端相连，所述第三开关管的控制端与第二预设电压的提供端相连，所述第三开关管与所述第二开关管之间的连接点作为所述第一级振荡器的输出端，所述第一级振荡器的输出端与一所述第二级振荡器的输入端相连，所述第一级振荡器的输出端电压小于所述电源的电压，且所述第一级振荡器的输出端电压大于或等于与所述第一级振荡器的输出端相连的所述第二级振荡器的翻转电压。

可选地，所述第一级振荡器还包括：

电容模块，所述电容模块的一端与所述第一开关管的第一端相连，所述电容模块的另一端与所述第四开关管的第二端相连。

可选地，所述第一开关管包括第一pmos管，所述第二开关管包括第二pmos管，所述第三开关管包括第一nmos管，所述第四开关管包括第二nmos管。

可选地，所述第二级振荡器包括串联的第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的第一端与所述电源相连，所述第六开关管的第一端接地，所述第五开关管的控制端和所述第六开关管的控制端与前级振荡器的输出端相连，所述第五开关管的第二端和所述第六开关管的第二端作为所述第二级振荡器的输出端。

可选地，所述第五开关管包括第三pmos管，所述第六开关管包括第三nmos管。

可选地，所述第二级振荡器还包括：

第七开关管，所述第七开关管的第一端与所述电源相连，所述第七开关管的第二端与所述第五开关管的第一端相连，所述第七开关管的控制端接收使能反信号；

第八开关管，所述第八开关管的第一端接地，所述第八开关管的第二端与所述第六开关管的第一端相连，所述第八开关管的控制端接收使能信号。

可选地，所述第七开关管包括第四pmos管，所述第八开关管包括第四nmos管。

为了解决上述问题，本发明实施例还公开了一种电荷泵电路，包括所述的时钟产生电路。

为了解决上述问题，本发明实施例还公开了一种存储器，包括所述的电荷泵电路。

本发明实施例包括以下优点：通过设置时钟产生电路包括第一级振荡器和至少一个第二级振荡器，第一级振荡器和至少一个第二级振荡器相互串联连接，第一级振荡器包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，第一开关管的第一端与电源相连，第四开关管的第一端接地，第一开关管的控制端和第四开关管的控制端分别与至少一个第二级振荡器中最后一个第二级振荡器的输出端相连，第二开关管的控制端与第一预设电压的提供端相连，第三开关管的控制端与第二预设电压的提供端相连，第三开关管与第二开关管之间的连接点作为第一级振荡器的输出端，第一级振荡器的输出端与一第二级振荡器的输入端相连，第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。这样，通过控制第一预设电压和第二预设电压的大小，即可使得第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。由于第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。使得当前级振荡器的输出端电压达到后级振荡器的翻转电压后，无需将前级振荡器的输出端电压升压到电源的电压或降压至零电压，前级振荡器的输出端电压始终在后级振荡器的翻转电压附近震荡。因此，有效节约了功耗，提高了电路的性能。

附图说明

图1是现有时钟产生电路的结构示意图；

图2是本发明的一种时钟产生电路实施例的结构框图；

图3是本发明的一种时钟产生电路实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图2，其示出了本发明的一种时钟产生电路1实施例的结构框图，该时钟产生电路1可以包括第一级振荡器10和至少一个第二级振荡器20，第一级振荡器10和至少一个第二级振荡器20相互串联连接，第一级振荡器10包括依次串联的第一开关管11、第二开关管12、第三开关管13以及第四开关管14，其中，第一开关管11的第一端与电源2相连，第四开关管14的第一端接地，第一开关管11的控制端和第四开关管14的控制端分别与至少一个第二级振荡器20中最后一个第二级振荡器20的输出端相连，第二开关管12的控制端与第一预设电压vp的提供端相连，第三开关管13的控制端与第二预设电压vn的提供端相连，第三开关管13与第二开关管12之间的连接点作为第一级振荡器10的输出端，第一级振荡器10的输出端与一第二级振荡器20的输入端相连，第一级振荡器10的输出端电压小于电源2的电压，且第一级振荡器10的输出端电压大于或等于与第一级振荡器10的输出端相连的第二级振荡器20的翻转电压。

由于第一级振荡器10的输出端电压小于电源2的电压，且第一级振荡器10的输出端电压大于或等于与第一级振荡器10的输出端相连的第二级振荡器20的翻转电压。使得当前级振荡器的输出端电压达到后级振荡器的翻转电压后，无需将前级振荡器的输出端电压升压到电源2的电压或降压至0，前级振荡器的输出端电压始终在后级振荡器的翻转电压附近震荡。因此，有效节约了功耗，提高了时钟产生电路1的性能。

具体地，可以通过控制第一预设电压vp和第二预设电压vn的大小，使得第一级振荡器10的输出端电压小于电源2的电压，且第一级振荡器10的输出端电压大于或等于与第一级振荡器10的输出端相连的第二级振荡器20的翻转电压。

可选地，在本发明的一个实施例中，参照图3，第一级振荡器10还可以包括：电容模块15，电容模块15的一端与第一开关管11的第一端相连，电容模块15的另一端与第四开关管14的第二端相连。通过调整电容模块15的大小可以调整第一级振荡器10的充放电速度，即调整时钟产生电路1的频率大小。图3中，电容模块15可以为电容c。

可选地，在本发明的一个实施例中，参照图3，第一开关管11可以包括第一pmos管p1，第二开关管12可以包括第二pmos管p2，第三开关管13可以包括第一nmos管n1，第四开关管14可以包括第二nmos管n2。

其中，第一pmos管p1的源端与电源2相连，第一pmos管p1的栅端与至少一个第二级振荡器20中最后一个第二级振荡器20的输出端相连，第二pmos管p2的源端与第一pmos管p1的漏端相连，第二pmos管p2的栅端与第一预设电压vp的提供端相连，第一nmos管n1的漏端与第二pmos管p2的漏端相连，第一nmos管n1的栅端与第二预设电压vn的提供端相连，第二nmos管n2的漏端与第一nmos管n1的源端相连，第二nmos管n2的源端接地，第二nmos管n2的栅端与至少一个第二级振荡器20中最后一个第二级振荡器20的输出端相连，第二nmos管n2的漏端与第一nmos管n1的源端作为第一级振荡器10的输出端。

可选地，在本发明的一个实施例中，第二级振荡器20可以包括串联的第五开关管21和第六开关管22，第五开关管21的第一端与电源2相连，第六开关管22的第一端接地，第五开关管21的控制端和第六开关管22的控制端与前级振荡器的输出端相连，第五开关管21的第二端和第六开关管22的第二端作为第二级振荡器20的输出端。

可选地，在本发明的一个实施例中，参照图3，第五开关管21可以包括第三pmos管p3，第六开关管22可以包括第三nmos管n3。

可选地，在本发明的一个实施例中，参照图3，第二级振荡器20还可以包括：第七开关管23，第七开关管23的第一端与电源2相连，第七开关管23的第二端与第五开关管21的第一端相连，第七开关管23的控制端接收使能反信号enb；第八开关管24，第八开关管24的第一端接地，第八开关管24的第二端与第六开关管22的第一端相连，第八开关管24的控制端接收使能信号en。其中，通过使能信号en控制第八开关管24和使能反信号enb控制第七开关管23，第七开关管23和第八开关管24起到开关作用，可以可靠的关断时钟产生电路1，增加了时钟产生电路1的可靠性。

可选地，在本发明的一个实施例中，参照图3，第七开关管23可以包括第四pmos管p4，第八开关管24可以包括第四nmos管n4。

具体地，参照图3，第四pmos管p4的源端与电源2相连，第四pmos管p4的栅端接收使能反信号enb，第三pmos管p3的源端与第四pmos管p4的漏端相连，第三pmos管p3的栅端与前级振荡器的输出端相连，第三nmos管n3的漏端与第三pmos管p3的漏端相连，第三nmos管n3的栅端与前级振荡器的输出端相连，第四nmos管n4的漏端与第三nmos管n3的源端相连，第四nmos管n4的源端接地，第四nmos管n4的栅端接收使能信号en，第四nmos管n4的漏端与第三nmos管n3的源端作为第二级振荡器20的输出端。

图3中，时钟产生电路1包括第一级振荡器10和两个第二级振荡器20，其中，与第一级振荡器10的输出端相连的第二级振荡器20可以称为中间级振荡器，与中间级振荡器的输出端相连的第二级振荡器20可以称为输出级振荡器。

图3中时钟产生电路1的工作原理为：第一预设电压vp和第二预设电压vn为预设固定电压，第二pmos管p2和第一nmos管n1一直处于导通状态。当第一级振荡器10的输入端电压(即输出级振荡器的输出端电压vc)从高电平跳变为低电平时，第二nmos管n2从导通状态变为关断状态，第一pmos管p1从关断状态变为导通状态，电源2通过第一pmos管p1、第二pmos管p2和第一nmos管n1对电容c进行充电，当第一nmos管n1和第二nmos管n2之间的节点电压vd从0逐渐增大到vn-vt1时，vt1为第一nmos管n1的阈值电压，电源2停止对电容c进行充电，电源2通过第一pmos管p1和第二pmos管p2对第二pmos管p2和第一nmos管n1之间的节点电容进行充电，第二pmos管p2和第一nmos管n1之间的节点电压va即第一级振荡器10的输出端电压，直至第一级振荡器10的输出端电压va达到与第一级振荡器10的输出端相连的第二级振荡器20即中间级振荡器的第一翻转电压，中间级振荡器中第三nmos管n3导通，中间级振荡器的输出电压vb翻转，即vb从高电平跳变为低电平，输出级振荡器的输出电压vc也翻转，即vc从低电平跳变为高电平。

在第一级振荡器10的输入端电压vc从低电平跳变为高电平的过程中，第二nmos管n2逐渐从关断状态变为导通状态，第一pmos管p1逐渐从导通状态变为关断状态，电容c通过第二nmos管n2对地放电，第一nmos管n1和第二nmos管n2之间的节点电压vd逐渐从vn-vt1减小到0，当vc＝vt2时，vt2为第二nmos管n2的阈值电压，第二nmos管n2导通，第一nmos管n1和第二pmos管p2之间的节点电压va通过第一nmos管n1和第二nmos管n2对地放电，第二pmos管p2和第一nmos管n1之间的节点电压va逐渐降低至中间级振荡器的第二翻转电压，此时，中间级振荡器中第三pmos管p3导通，该中间级振荡器的输出电压vb翻转，即vb从低电平跳变为高电平，相应的输出级振荡器的输出电压vc也翻转，即vc从高电平跳变为低电平，使得第一级振荡器10的输入端电压vc从高电平跳变为低电平。上述过程中，第一级振荡器10的输出端电压仅在中间级振荡器的第一翻转电压(可以为第三nmos管n3的阈值电压)和第二翻转电压(可以为第三pmos管p3的阈值电压)之间震荡，且第一级振荡器10的输出端电压始终小于电源2的电压。由于本发明实施例中第一级振荡器10的输出端电压无需升压到电源2的电压或降压至零电压，因此，有效节约了功耗，提高了电路的性能。

由于电容c两端电压压差始终在“电源2的电压至0电压”以及“电源2的电压至(vn-vt1)电压”之间，因此对于使用mos管作为电容c使用的flash领域中，电容c两端电压压差使得mos管电容始终处于强反型层区，即mos管的电容值始终是恒定的。而现有时钟产生电路中的mos电容c0’接在a’处，那么mos电容c0’两端电压压差在0～vdd’之间摆动，会使得mos电容c0’的容值发生剧烈的变化，那么就会导致现有时钟产生电路的输出频率剧烈变化，收敛性很差。正是由于本发明专利的mos管的电容值恒定，使得即便在电源2的电压低至1v时，mos管的电容值依然能维持恒定的值，时钟产生电路的输出频率也有很好的收敛性。因此，本发明实施例的时钟产生电路相对于现有时钟产生电路而言，能适用的电源电压范围更广。

本发明实施例的时钟产生电路包括以下优点：通过设置时钟产生电路包括第一级振荡器和至少一个第二级振荡器，第一级振荡器和至少一个第二级振荡器相互串联连接，第一级振荡器包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，第一开关管的第一端与电源相连，第四开关管的第一端接地，第一开关管的控制端和第四开关管的控制端分别与至少一个第二级振荡器中最后一个第二级振荡器的输出端相连，第二开关管的控制端与第一预设电压的提供端相连，第三开关管的控制端与第二预设电压的提供端相连，第三开关管与第二开关管之间的连接点作为第一级振荡器的输出端，第一级振荡器的输出端与一第二级振荡器的输入端相连，第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。这样，通过控制第一预设电压和第二预设电压的大小，即可使得第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。使得当前级振荡器的输出端电压达到后级振荡器的翻转电压后，无需将前级振荡器的输出端电压升压到电源的电压或降压至零电压，前级振荡器的输出端电压始终在后级振荡器的翻转电压附近震荡。因此，有效节约了功耗，提高了电路的性能，且能适用的电源电压范围更广(例如电源电压可以低至1v)。

本发明实施例还公开了一种电荷泵电路，包括上述的时钟产生电路1。

本发明实施例的电荷泵电路包括以下优点：通过设置时钟产生电路包括第一级振荡器和至少一个第二级振荡器，第一级振荡器和至少一个第二级振荡器相互串联连接，第一级振荡器包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，第一开关管的第一端与电源相连，第四开关管的第一端接地，第一开关管的控制端和第四开关管的控制端分别与至少一个第二级振荡器中最后一个第二级振荡器的输出端相连，第二开关管的控制端与第一预设电压的提供端相连，第三开关管的控制端与第二预设电压的提供端相连，第三开关管与第二开关管之间的连接点作为第一级振荡器的输出端，第一级振荡器的输出端与一第二级振荡器的输入端相连，第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。这样，通过控制第一预设电压和第二预设电压的大小，即可使得第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。使得当前级振荡器的输出端电压达到后级振荡器的翻转电压后，无需将前级振荡器的输出端电压升压到电源的电压或降压至零电压，前级振荡器的输出端电压始终在后级振荡器的翻转电压附近震荡。因此，有效节约了功耗，提高了电路的性能，且时钟产生电路能适用的电源电压范围更广(例如电源电压可以低至1v)。

本发明实施例还公开了一种存储器，包括上述的电荷泵电路。

具体地，存储器可以包括闪存或其它任意包括电荷泵电路的存储器。

本发明实施例的存储器包括以下优点：通过设置电荷泵电路中的时钟产生电路包括第一级振荡器和至少一个第二级振荡器，第一级振荡器和至少一个第二级振荡器相互串联连接，第一级振荡器包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，第一开关管的第一端与电源相连，第四开关管的第一端接地，第一开关管的控制端和第四开关管的控制端分别与至少一个第二级振荡器中最后一个第二级振荡器的输出端相连，第二开关管的控制端与第一预设电压的提供端相连，第三开关管的控制端与第二预设电压的提供端相连，第三开关管与第二开关管之间的连接点作为第一级振荡器的输出端，第一级振荡器的输出端与一第二级振荡器的输入端相连，第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。这样，通过控制第一预设电压和第二预设电压的大小，即可使得第一级振荡器的输出端电压小于电源的电压，且第一级振荡器的输出端电压大于或等于与第一级振荡器的输出端相连的第二级振荡器的翻转电压。使得当前级振荡器的输出端电压达到后级振荡器的翻转电压后，无需将前级振荡器的输出端电压升压到电源的电压或降压至零电压，前级振荡器的输出端电压始终在后级振荡器的翻转电压附近震荡。因此，有效节约了功耗，提高了电路的性能，且时钟产生电路能适用的电源电压范围更广(例如电源电压可以低至1v)。

对于存储器实施例和电荷泵电路实施例而言，由于其包括时钟产生电路，所以描述的比较简单，相关之处参见时钟产生电路实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种时钟产生电路、一种电荷泵电路以及一种存储器，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。