TWI624839B - 電壓產生器及其快閃記憶體 - Google Patents

Abstract

一種電壓產生器及其快閃記憶體。電壓產生器用以提供具有多個參考準位的一工作參考電壓至一字元線解碼電路，並且包括多個調壓電路。這些調壓電路串接於工作參考電壓與一接地電壓之間，並且分別接收一調校碼，其中工作參考電壓的電壓準位受控於這些調壓電路所接收的這些調校碼而選擇這些參考準位的其中之一。

Description

電壓產生器及其快閃記憶體

本發明是有關於一種電壓產生器，且特別是有關於一種電壓產生器及其快閃記憶體。

快閃記憶體在操作時，寫入或抹除之操作需要特定電壓值將電荷注入或引出浮閘（floating gate），所以需要有升壓電路（charge-pump circuit）或是電壓產生器，來提供電壓以進行操作。為了執行有效和精確的操作，最佳方法是用線性階梯電壓來偏置調節後的電壓。並且，為了獲得可編程的電壓值，可以將回授電阻分區分成較小電阻值的串列，每個電阻都與開關並聯。

然而，當開關的跨壓過大時，會產生衝穿崩潰（Punch-Through Breakdown），導致調節後的電壓無法正確鎖定。並且，每個電阻都與開關並聯導致了電路面積無法縮小。因此，在快閃記憶體中，仍需要新穎的電壓產生器，以更符合使用者的需求。

本發明提供一種電壓產生器及其快閃記憶體，可避免調壓電路中的開關元件產生衝穿崩潰。

本發明的電壓產生器，用以提供具有多個參考準位的一工作參考電壓至一字元線解碼電路，並且包括多個調壓電路。這些調壓電路串接於工作參考電壓與一接地電壓之間，並且分別接收一調校碼，其中工作參考電壓的電壓準位受控於這些調壓電路所接收的這些調校碼而選擇這些參考準位的其中之一。

本發明的快閃記憶體，包括一記憶體陣列、一字元線解碼電路及如上所述的電壓產生器。字元線解碼電路接收一工作參考電壓及一列位址以提供一列選擇電壓至記憶體陣列。上述的電壓產生器耦接字元線解碼電路以提供工作參考電壓，並且接收一電壓調整信號以調整工作參考電壓的電壓準位，其中電壓調整信號具有多個調校碼。

基於上述，電壓產生器及其快閃記憶體，透過多個調壓電路的分壓，調壓電路中的開關元件（例如薄膜電晶體）可避免過大的電壓而產生衝穿崩潰，進而可正確鎖定工作參考電壓的電壓準位。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖1，在本實施例中，電壓產生器100用以提供具有多個參考準位的工作參考電壓VWG至字元線解碼電路（如圖4所示420），並且電壓產生器100包括電荷幫浦110、阻抗電路120、多個調壓電路130_1~130_n、分壓器140及差動放大器DFAP1。

差動放大器DFAP1的輸入端之一耦接分壓器140以接收分壓器140所提供的回授電壓VFB，差動放大器DFAP1的輸入端之另一接收操作參考電壓VREF，差動放大器DFAP1的輸出端耦接電荷幫浦110以提供增益電壓VGN至電荷幫浦110。電荷幫浦110耦接差動放大器DFAP1的輸出端以接收增益電壓VGN，以提供工作參考電壓VWG。

阻抗電路120、多個調壓電路130_1~130_n及分壓器140串聯耦接於工作參考電壓VWG與接地電壓之間，其中n為大於等於2的正整數。在本實施例中，阻抗電路120配置於（或耦接於）調壓電路130_1~130_n與工作參考電壓VWG之間，分壓器140配置於（或耦接於）調壓電路130_1~130_n與接地電壓之間，但本發明實施例不以此為限。

調壓電路130_1~130_n分別接收電壓調整信號STRX的多個調校碼CTR1~CTRn的其中之一，並且工作參考電壓VWG的電壓準位受控於電壓調整信號STRX（亦即調壓電路130_1~130_n所接收的調校碼CTR1~CTRn）而選擇電壓調整信號STRX的電壓準位為多個參考準位的其中之一。

透過調壓電路130_1~130_n的分壓，調壓電路130_1~130_n中的開關元件（例如薄膜電晶體）可避免過大的電壓而產生衝穿崩潰（Punch-Through Breakdown），進而可正確鎖定工作參考電壓VWG的電壓準位。

在本實施例中，調壓電路130_1~130_n分別具有輸入端（如TR1~TRn）、控制端（如TC1~TCn）及輸出端（如TO1~TOn）。調壓電路130_1的輸入端TR1透過阻抗電路120耦接工作參考電壓VWG，調壓電路130_1的控制端TC1接收對應的調校碼CTR1，調壓電路130_1的輸出端TO1耦接下一調壓電路130_2的輸入端TR2。調壓電路130_2的輸入端TR2耦接上一調壓電路130_1的輸出端TO1，調壓電路130_2的控制端TC2接收對應的調校碼CTR2，並且調壓電路130_2的輸出端TO2耦接下一調壓電路130_3的輸入端TR3。其他調壓電路（如130_3~130_n）的耦接關係可參照上述，而調壓電路130_n的輸出端TOn透過分壓器140耦接接地電壓。

在本發明的實施例中，調壓電路130_1~130_n可分別接收不同位元數的調校碼CTR1~CTRn。或者，調壓電路130_1~130_n可接收相同位元數的調校碼CTR1~CTRn。舉例來說，以調校碼CTR1~CTRn的位元數不同為例，越靠近工作參考電壓VWG，各個調壓電路130_1~130_n接收的調校碼CTR1~CTRn的位元數越高，越靠接地電壓，各個調壓電路130_1~130_n接收的調校碼CTR1~CTRn的位元數越低。

請參照圖1及圖2，在此是以調壓電路130_1為例，而調壓電路130_2~130_n的電路結構會與調壓電路130_1類似，在此則不再贅述。在本實施例中，調壓電路130_1包括邏輯電路210、多個準位移位器220_1~220_m、多個開關SW、以及電阻串列RSR1，其中m為一正整數且為2的i次方倍，i相同於調校碼CTR1的位元數（亦即大於等於1的正整數），並且準位移位器220_1~220_m的個數相同於開關SW的個數。

電阻串列RSR1耦接調壓電路130_1的輸出端TO1，並且具有彼此串接的多個電阻R，其中這些電阻R分別具有第一端（如圖式上端）及第二端（如圖式下端），每一個電阻R的第一端耦接上方（即圖式上方）的電阻R的第二端，而最上方的電阻R的第一端為浮接（即空接）。開關SW的第一端耦接調壓電路130_1的輸入端TR1，開關SW的第二端耦接對應的電阻R的第二端，並且開關SW的控制端耦接對應的準位移位器220_1~220_m。

邏輯電路210接收對應的調校碼CTR1，以提供多個開關信號SSW1~SSWm至準位移位器220_1~220_m，並且致能開關信號SSW1~SSWm的其中之一，而其餘的開關信號SSW1~SSWm呈現禁能。準位移位器220_1~220_m分別耦接於邏輯電路210與開關SW的控制端之間，並且依據開關信號SSW1~SSWm控制該些開關。接著，當準位移位器220_1~220_m為致能時，準位移位器220_1~220_m導通所耦接的開關SW；當準位移位器220_1~220_m為禁能時，準位移位器220_1~220_m關閉所耦接的開關SW。換言之，在調壓電路130_1中，在任何時間，都只會導通開關SW的其中之一。

請參照圖1至圖3，在本實施例中，僅繪示阻抗電路120、兩個調壓電路130_1、130_2及分壓器140來說明。阻抗電路120在此例如包括電阻RX，分壓器140在此例如包括串接的電阻R1及R2。

調壓電路130_1、130_2的電路結構可參照圖2實施例所示，但是電阻R的阻值可依需求設定。舉例來說，假設電壓調整信號STRX為6位元信號，亦即可進行64階（step）的調整，而調校碼CTR1及CTR2皆為3位元。此時，調壓電路130_1及130_2中電阻R及開關SW的個數為8（亦即2 ³），但是調壓電路130_1的電阻R的阻值可為1單位阻值，而調壓電路130_2的電阻R的阻值可為8單位阻值，亦即調壓電路130_1可進行以1階為單位的逐步電壓調整（亦即細調（fine trim）），而調壓電路130_2可進行以8階為單位的逐步電壓調整（亦即粗調（coarse trim））。藉由調壓電路130_1及130_2的開關SW的搭配，同樣可達到64階的電壓調整，但只需要更少的開關SW，亦即可節省形成開關元件的電路面積。

在其他實施例中，調壓電路130_1的電阻R的阻值可為8單位阻值，而調壓電路130_2的電阻R的阻值可為1單位阻值，此可依據本領域通常知識者而定，本發明實施例不以此為限。

在另一實施例中，可假設調校碼CTR1及CTR2分別為4及2位元。此時，調壓電路130_1中電阻R及開關SW的個數為16（亦即2 ⁴），而調壓電路130_2中電阻R及開關SW的個數為4（亦即2 ²）。並且，調壓電路130_1的電阻R的阻值可為1單位阻值，而調壓電路130_2的電阻R的阻值可為16單位阻值，亦即調壓電路130_1可進行以1階為單位的逐步電壓調整，而調壓電路130_2可進行以16階為單位的逐步電壓調整。同樣地，藉由調壓電路130_1及130_2的開關SW的搭配，同樣可達到64階的電壓調整，並且同樣可節省形成開關元件的電路面積。

在上述實施例中，調壓電路130_1~130_n皆包括電阻串列，因此在部份實施例中，可省略阻抗電路120。並且，在部分實施例中，可由調壓電路130_1~130_n的電阻串列取出回授電壓VFB，亦即可忽略分壓器140。上述為依據電路設計而定，本發明實例不以此為限。

請參照圖1至圖4，在本實施例中，快閃記憶體400包括電壓產生器410、字元線解碼電路420及記憶體陣列430，其中電壓產生器410可參照上述圖1至圖3實施例所述。進一步來說，電壓產生器410耦接字元線解碼電路420以提供工作參考電壓VWG，並且接收電壓調整信號STRX以調整工作參考電壓VWG的電壓準位，其中電壓調整信號STRX具有多個調校碼（如圖1所示CTR1~CTRn）。字元線解碼電路420接收工作參考電壓VWG及列位址RA後提供列選擇電壓VRS至記憶體陣列430，其中列位址RA決定列選擇電壓VRS所要傳送至的字元線，而工作參考電壓VWG決定列選擇電壓VRS的電壓準位。

綜上所述，本發明電壓產生器及其快閃記憶體，透過多個調壓電路的分壓，調壓電路中的開關元件（例如薄膜電晶體）可避免過大的電壓而產生衝穿崩潰，進而可正確鎖定工作參考電壓的電壓準位。並且，不同調壓電路中電阻串列的阻值可設定為不同，藉此調壓電路中開關的數目可對應減少，以節省形成開關元件的電路面積。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、410‧‧‧電壓產生器

110‧‧‧電荷幫浦

120‧‧‧阻抗電路

130_1~130_n‧‧‧調壓電路

140‧‧‧分壓器

210‧‧‧邏輯電路

220_1~220_m‧‧‧準位移位器

400‧‧‧快閃記憶體

420‧‧‧字元線解碼電路

430‧‧‧記憶體陣列

CTR1~CTRn‧‧‧調校碼

DFAP1‧‧‧差動放大器

R、RX、R1、R2‧‧‧電阻

RSR1‧‧‧電阻串列

SSW1~SSWm‧‧‧開關信號

STRX‧‧‧電壓調整信號

SW‧‧‧開關

TC1~TCn‧‧‧控制端

TO1~TOn‧‧‧輸出端

TR1~TRn‧‧‧輸入端

VFB‧‧‧回授電壓

VGN‧‧‧增益電壓

VREF‧‧‧操作參考電壓

VWG‧‧‧工作參考電壓

圖1為依據本發明一實施例的電壓產生器的系統示意圖。 圖2為依據本發明一實施例的調壓電路的電路示意圖。 圖3為依據本發明一實施例的阻抗電路、調壓電路及分壓器的電路示意圖。 圖4為依據本發明一實施例的快閃記憶體的系統示意圖。

Claims (8)

1. 一種電壓產生器，用以提供具有多個參考準位的一工作參考電壓至一字元線解碼電路，包括：多個調壓電路，串接於該工作參考電壓與一接地電壓之間，並且分別接收一調校碼，其中該工作參考電壓的電壓準位受控於該些調壓電路所接收的該些調校碼而選擇該些參考準位的其中之一，各該些調壓電路具有一輸入端、一控制端及一輸出端，其中該輸入端耦接該工作參考電壓或上一調壓電路的該輸出端，該控制端接收對應的該調校碼，並且該輸出端耦接下一調壓電路的該輸入端或該接地電壓，其中，各該些調壓電路包括：一電阻串列，耦接該輸出端上，且具有彼此串接的多個電阻，其中該些電阻分別具有一第一端及一第二端；多個開關，分別具有耦接該輸入端的一第一端、耦接對應的電阻的該第二端的一第二端、以及一控制端；一邏輯電路，接收對應的該調校碼，以提供多個開關信號；以及多個準位移位器，分別耦接於該邏輯電路與該些開關的該些控制端之間，並且依據該些開關信號控制該些開關。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生器，其中該些調壓電路的該些開關的數目分別為2的n次方倍，其中n大於等於1。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生器，其中該些調壓電路分別接收不同位元數的調校碼。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電壓產生器，其中越靠近該工作參考電壓，各該些調壓電路接收的該調校碼的位元數越高，越靠近該接地電壓，各該些調壓電路接收的該調校碼的位元數越低。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生器，其中該些調壓電路接收相同位元數的調校碼。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生器，更包括：一電荷幫浦，接收一增益電壓，以提供該工作參考電壓；以及一阻抗電路，耦接於該工作參考電壓與該些調壓電路之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電壓產生器，更包括：一分壓器，耦接於該些電壓電路與該接地電壓之間，以提供一回授電壓；以及一差動放大器，接收該回授電壓與一操作參考電壓，以提供該增益電壓。
8. 一種快閃記憶體，包括：一記憶體陣列；一字元線解碼電路，接收一工作參考電壓及一列位址以提供一列選擇電壓至該記憶體陣列；以及一如申請專利範圍第1項所述的電壓產生器，耦接該字元線 解碼電路以提供該工作參考電壓，並且接收一電壓調整信號以調整該工作參考電壓的電壓準位，其中該電壓調整信號具有多個調校碼。