一种电荷泵泄放电路及电荷泵的制作方法

本实用新型实施例涉及电路技术，尤其涉及一种电荷泵泄放电路及电荷泵。

背景技术：

非易失闪存介质(nor flash/nand flash)是一种很常见的存储芯片，兼有随机存储器(Random Access Memory，RAM)和只读存储器(Read-Only Memory， ROM)的优点，数据掉电不会丢失，是一种可在系统进行电擦写的存储器，同时它的高集成度和低成本使它成为市场主流。在nor flash/nand flash中，当对存储单元进行编程或者擦除操作的时候会用到很高的电压，例如有的会高达30V，若要达到这样的高电压，当外界电源是3.3V或者1.8V的时候，需要很多级电荷泵串联在一起实现所述高电压。具体可以参见图1和图2所示的五级串联的电荷泵的电路结构示意图，都可以实现高电压的输出，其中，脉冲信号CLK和 CLKB是互相相反的高低电平信号，通过数值为电源VDD的高电平脉冲信号和储能电容实现电压的逐级升高。

但是当电荷泵停止在高电压状态工作的时候，串联的各级电荷泵节点存在很高的电压，例如图1和图2中的节点N1-N10，在用户使用的时候各节点的高电压会导致晶体管击穿，所以需要将各个节点的电压泄放掉。目前存在的泄放电路都是将各个节点一起泄放，但是这样存在一个问题：如果相邻的两个节点中一个放电速度较快，而另一个放电速度较慢，那么有可能会导致所述相邻的两个节点之间的晶体管因为压差过大而被击穿，从而导致整个电荷泵电路的损坏，因此需要针对该问题进行改善。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电荷泵泄放电路及电荷泵，达到了使电荷泵电路的各放电节点放电更安全的目的，提高了电荷泵的可靠性。

第一方面，本实用新型实施例提供一种电荷泵泄放电路，所述电路包括：

至少两个放电单元，与各级电荷泵的放电节点一一对应连接，用于在放电控制信号的控制下对各级电荷泵的放电节点进行放电；

放电时序控制单元，与所述至少两个放电单元一一对应连接，用于在第一使能信号和第二使能信号的控制下产生设定时序关系的放电控制信号，以使所述放电控制信号控制所述至少两个放电单元按照设定时序关系依次进行放电。

进一步地，所述放电单元包括：控制开关，所述控制开关的一端与电荷泵的放电节点相连，另一端接地，用于在放电控制信号的控制下闭合控制开关，对电荷泵的放电节点进行放电。

进一步地，所述放电时序控制单元包括：第一电容、第二电容……第n电容、第一与门、第二与门……第n与门、第一反相器、第二反相器……第(2n-1) 反相器，其中n为各级电荷泵的放电节点的总数量且n大于等于2。

进一步地，所述n等于5，对应的，第一反相器的输入端与第一使能信号相连，输出端与第一与门的第二输入端、第二反相器的输入端以及第一电容的上极板相连；所述第一电容的下极板接地；所述第一与门的第一输入端与第二使能信号相连，输出端输出第五放电控制信号；

所述第二反相器的输出端与第三反相器的输入端相连，所述第三反相器的输出端与第二与门的第二输入端、第二电容的上极板以及第四反相器的输入端相连；所述第二电容的下极板接地；所述第二与门的第一输入端与第二使能信号相连，输出端输出第四放电控制信号；

所述第四反相器的输出端与第五反相器的输入端相连，所述第五反相器的输出端与第三与门的第二输入端、第三电容的上极板以及第六反相器的输入端相连；所述第三电容的下极板接地；所述第三与门的第一输入端与第二使能信号相连，输出端输出第三放电控制信号；

所述第六反相器的输出端与第七反相器的输入端相连，所述第七反相器的输出端与第四与门的第二输入端、第四电容的上极板以及第八反相器的输入端相连；所述第四电容的下极板接地；所述第四与门的第一输入端与第二使能信号相连，输出端输出第二放电控制信号；

所述第八反相器的输出端与第九反相器的输入端相连，所述第九反相器的输出端与第五与门的第二输入端相连；所述第五与门的第一输入端与第二使能信号相连，输出端输出第一放电控制信号。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电荷泵，包括第一方面所述的泄放电路。

本实用新型实施例提供的一种电荷泵泄放电路，包括：至少两个放电单元，与各级电荷泵的放电节点一一对应连接，用于在放电控制信号的控制下对各级电荷泵的放电节点进行放电；放电时序控制单元，与所述至少两个放电单元一一对应连接，用于在第一使能信号和第二使能信号的控制下产生设定时序关系的放电控制信号，以使所述放电控制信号控制所述至少两个放电单元按照设定时序关系依次进行放电，实现了使电荷泵电路的各放电节点放电更安全的目的，提高了电荷泵的可靠性。

附图说明

图1是现有的五级串联的NMOS晶体管电荷泵的电路结构示意图；

图2是现有的五级串联的PMOS晶体管电荷泵的电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的一种电荷泵泄放电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的一种放电单元的电路结构示意图；

图5是本实用新型实施例二提供的一种放电时序控制单元的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图3为本实用新型实施例一提供的一种电荷泵泄放电路的结构示意图，本实施例适用于对至少两个电荷泵放电节点进行放电的情况。具体参见如图3所示，本实施例提供的一种电荷泵泄放电路具体包括：

至少两个放电单元310，本实施例以五个放电单元为例进行具体解释，所述五个放电单元分别为第一放电单元311、第二放电单元312、第三放电单元 313、第四放电单元314和第五放电单元315，分别与各级电荷泵的放电节点 N6、N7、N8、N9和N10(参考图2中的放电节点N6、N7、N8、N9和N10) 一一对应连接，用于在放电控制信号V1、V2、V3、V4和V5的控制下对各级电荷泵的放电节点N6、N7、N8、N9和N10进行放电；

放电时序控制单元320，与所述五个放电单元一一对应连接，用于在第一使能信号EN和第二使能信号DISH的控制下产生设定时序关系的放电控制信号 V1、V2、V3、V4和V5，以使放电控制信号V1、V2、V3、V4和V5控制所述五个放电单元按照设定时序关系依次进行放电。

具体的，所述设定时序关系可以是放电控制信号V5最先有效，第五放电单元315最先工作，对电荷泵电路(参见图2)中电压最高的放电节点N10优先放电，依次是放电控制信号V4、V3、V2和V1有效，第四放电单元314、第三放电单元313、第二放电单元312和第一放电单元311依次开始工作，依次对放电节点N9、N8、N7和N6进行放电，由于在放电节点N10开始放电时，放电节点N10的电压会逐渐下降，而放电节点N9并没有开始进行放电，因此两节点之间的电压差会逐渐增大，当两节点之间的电压差大于两节点之间的 NMOS管的阈值电压时，则两节点之间的NMOS管导通，使得放电节点N9的电压通过放电节点N10的放电单元进行放电，因此保证了放电节点N10与放电节点N9之间的电压差不超过两节点之间的NMOS管的阈值电压，因此该NMOS 管不会被击穿，实现了放电节点的安全放电，提高了电荷泵电路的可靠性。其它放电节点的放电原理与上述放电节点N10的放电原理相同，不再一一赘述。同样地，对图1中的NMOS晶体管电荷泵电路的电放节点N1、N2、N3、N4 和N5进行放电的原理与上述放电原理相同，同样可以提高电荷泵的可靠性。

本实施例提供的一种电荷泵泄放电路，包括：至少两个放电单元，与各级电荷泵的放电节点一一对应连接，用于在放电控制信号的控制下对各级电荷泵的放电节点进行放电；放电时序控制单元，与所述至少两个放电单元一一对应连接，用于在第一使能信号和第二使能信号的控制下产生设定时序关系的放电控制信号，以使所述放电控制信号控制所述至少两个放电单元按照设定时序关系依次进行放电，实现了使电荷泵电路的各放电节点放电更安全的目的，提高了电荷泵的可靠性。

实施例二

图4是本实用新型实施例二提供的一种放电单元的电路结构示意图，在上述实施例的基础上，本实施例对放电单元310和放电时序控制单元320进行了优化，具体参见图4和图5所示：

放电单元310包括：控制开关311，控制开关311的一端与电荷泵的放电节点N1/N2/N3/N4……相连，另一端接地，用于在放电控制信号Vn (V1/V2/V3/V4……)的控制下闭合控制开关，对电荷泵的放电节点进行放电；其中控制开关311可以是任意能够被控制信号控制其通断的开关，此处不对开关的类型进行限定，只要能够实现相应功能的开关均可。

放电时序控制单元320包括：第一电容、第二电容……第n电容、第一与门、第二与门……第n与门、第一反相器、第二反相器……第(2n-1)反相器，其中n为各级电荷泵的放电节点的总数量且n大于等于2，以n等于5为例进行具体化，参加图5所示，放电时序控制单元320包括第一电容C1、第二电容 C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一与门Y1、第二与门Y2、第三与门Y3、第四与门Y4、第五与门Y5、第一反相器T1、第二反相器T2、第三反相器T3、第四反相器T4、第五反相器T5、第六反相器T6、第七反相器 T7、第八反相器T8、第九反相器T9，其中，第一反相器T1的输入端与第一使能信号EN相连，输出端与第一与门Y1的第二输入端、第二反相器T2的输入端以及第一电容C1的上极板相连；第一电容C1的下极板接地GND；第一与门Y1的第一输入端与第二使能信号DISH相连，输出端输出第五放电控制信号 V5；

第二反相器T2的输出端与第三反相器T3的输入端相连，第三反相器T3 的输出端与第二与门Y2的第二输入端、第二电容C2的上极板以及第四反相器 T4的输入端相连；第二电容C2的下极板接地GND；第二与门Y2的第一输入端与第二使能信号DISH相连，输出端输出第四放电控制信号V4；

第四反相器T4的输出端与第五反相器T5的输入端相连，第五反相器T5 的输出端与第三与门Y3的第二输入端、第三电容C3的上极板以及第六反相器 T6的输入端相连；第三电容C3的下极板接地GND；第三与门Y3的第一输入端与第二使能信号DISH相连，输出端输出第三放电控制信号V3；

第六反相器T6的输出端与第七反相器T7的输入端相连，第七反相器T7 的输出端与第四与门Y4的第二输入端、第四电容C4的上极板以及第八反相器 T8的输入端相连；第四电容C4的下极板接地GND；第四与门Y4的第一输入端与第二使能信号DISH相连，输出端输出第二放电控制信号V2；

第八反相器T8的输出端与第九反相器T9的输入端相连，第九反相器T9 的输出端与第五与门Y5的第二输入端相连；第五与门Y5的第一输入端与第二使能信号DISH相连，输出端输出第一放电控制信号V1。

上述结构的放电时序控制单元320的工作原理为：当电荷泵停止工作需要对各放电节点进行放电的时候，第二使能信号DISH变为高电平，第一使能信号EN也变为高电平，此时第五放电控制信号V5的上升沿最先到来，被第五放电控制信号V5控制的第五放电单元最先工作，使放电节点N10先一步放电，由于第一电容C1的延迟作用，随后第四放电控制信号V4的上升沿到来，被第四放电控制信号V4控制的第四放电单元开始工作，使放电节点N9开始放电，依据同样的原理，第一放电控制信号V1的上升沿最后到来，被第一放电控制信号V1控制的第一放电单元最后工作，放电节点N6最后进行放电。这样的时序控制可以保证各放电节点之间的电压差不会过大，从而保证了电荷泵芯片的可靠性。

本实施例的技术方案，在实施例一的基础上，对放电单元310和放电时序控制单元320进行了具体优化，实现了使电荷泵电路的各放电节点放电更安全的目的，提高了电荷泵的可靠性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型实施例还提供了一种电荷泵，包括上述的泄放电路。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。