一種低壓開關(guān)電荷泵的設(shè)計(jì)
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第i個(gè)周期，結(jié)點(diǎn)2和結(jié)點(diǎn)3的電壓V2i，V3i分別為：
V2i和V3i不斷升高，當(dāng)V3i高于VP一個(gè)閾值電壓時(shí)，編程電壓VP被完全傳送到編程結(jié)點(diǎn)。
但隨著震蕩周期數(shù)的增加，VTH2i，VTH1i的值增大。當(dāng)電荷泵進(jìn)入穩(wěn)態(tài)且VP能完整傳遞到編程結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)2，3的電壓峰值達(dá)到最大，用V2PEKAmax，V3PEKAmax分別表示。此時(shí)N1，N2，N3管的體效應(yīng)最大，其閾值電壓達(dá)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(jié)點(diǎn)，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(jié)擊穿電壓BVSB都降低。設(shè)計(jì)兩閾值損失電荷泵時(shí)將會(huì)遇到以下兩個(gè)嚴(yán)重甚至無(wú)法解決的問題：
問題一：因VTH2i，VTH1i變大，如果在第i個(gè)周期時(shí)
C1×VDD／(C1+CS)-VTH2i-VTH1i0 (7)
則結(jié)點(diǎn)2抬升的電壓無(wú)法維持兩個(gè)閾值損失，此時(shí)傳到編程結(jié)點(diǎn)的編程電壓VBLVP。
問題二：若在電荷泵工作過(guò)程中，V2i>BVGS，柵氧擊穿；V2i>BVSB，N+／PWELL的PN結(jié)擊穿。
1．2 傳統(tǒng)的兩閾值電荷泵的仿真結(jié)果和問題分析
將傳統(tǒng)的兩閾值電荷泵在TSMC 0．35μm的CMOS工藝上，我們假設(shè)VP為7V，工作電壓為3．3V仿真結(jié)果如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/187314.htm
此時(shí)在40μs的時(shí)間，VBL上升到5．423V，編程電壓VP出現(xiàn)1．577V的電壓損失，此時(shí)內(nèi)部高壓結(jié)點(diǎn)電壓已經(jīng)達(dá)到9．681V。根據(jù)實(shí)際的仿真，兩閾值開關(guān)電荷泵至少工作在VDD=5V下才能將VP完全傳遞到編程結(jié)點(diǎn)。如果外加VDD小于4V時(shí)，在某個(gè)周期里結(jié)點(diǎn)2抬升的電壓已經(jīng)無(wú)法維持兩個(gè)閾值損失，傳送的編程電壓不再繼續(xù)抬升而出現(xiàn)損失。并且在4V的VDD下，結(jié)點(diǎn)2的電壓峰值達(dá)到10．5V，超過(guò)柵氧擊穿電壓10V的限制。
評(píng)論