一種應(yīng)用于深亞微米存儲器的電荷泵設(shè)計
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基于以上討論，對初始提出的電路進行改進，改進后如圖2所示。圖2中將4個需要承受峰值高壓的器件用高壓管代替普通管，以保證電路在V2、V3的尖峰電平下正常工作。高壓器件的選擇視各制造工藝而定，仿真所基于的工藝提供了性能優(yōu)良的高壓器件，使成功提升了電路的耐壓。對于不同工藝可相應(yīng)從其提供的器件類型中選擇器件，并配合編程電壓的設(shè)置來完成耐壓的增強。將N1、N2的襯底電位單獨接出并加上合適的電位以減弱體效應(yīng)的影響。這樣做的代價是需要額外加入產(chǎn)生這個襯底電位的電路。根據(jù)需求不同，可以產(chǎn)生固定襯底電位或隨源襯電壓變化的跟隨襯底電位。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/187355.htm
圖2 高壓MOS器件構(gòu)成電荷泵電路結(jié)構(gòu)圖
仿真結(jié)果
高壓管實現(xiàn)的電荷泵電路基于TSMC 0.18μm工藝進行仿真驗證。設(shè)置不同的襯底電位將得出不同的仿真結(jié)果。
如圖3所示為襯底接地的電路仿真波形圖。電源電壓3.3V，時鐘周期106ns，外加編程高壓7.5V，電荷泵在500ns后開始工作。從仿真結(jié)果可以看出，V2和V3的峰值電壓在10V左右，比穩(wěn)態(tài)高出2.5V。對于正常工作在3.3V電源電壓下的常壓普通管而言，峰值電壓必然會帶來不可忽視的危害。此外可得出，電荷泵工作11個時鐘周期后在1.7μs達到7.5V的穩(wěn)態(tài)值。進入穩(wěn)態(tài)之后，僅存在0.2V的紋波，滿足穩(wěn)定編程要求。
圖3 襯底接地電位的仿真波形圖
圖4 襯底接2V電壓的仿真波形圖
襯底接2V電壓的仿真結(jié)果如圖4所示，其余信號與圖3中相同。與圖3相比，峰值電壓相等，但電荷泵的工作時間明顯縮短。數(shù)據(jù)顯示，電荷泵工作9個周期后近似在1.5μs達到7.5V的穩(wěn)態(tài)值。由此證明，體效應(yīng)對電路影響較大，加合適的襯底電位可明顯較弱其不良影響。
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