张炎峰，姜　伟，胡玉青，张其笑

（苏州大学城市轨道交通学院 江苏 苏州　215000）

新型低压四相位高效率电荷泵电路

张炎峰，姜伟，胡玉青，张其笑

（苏州大学城市轨道交通学院 江苏 苏州215000）

目前，降低功耗已成为超大规模集成电路的一个重要的发展方向。而通过降低片上系统电源电压来降低功耗是目前普遍使用的一种方法。为了给存储器的编程、擦写过程提供高电压，必须在低电源电压的输入状态下提高电荷泵的输出电压，但也导致每级电荷泵节点电压大幅上升，使得MOS体效成为降低电荷泵输出效率的主要因素。本文设计了一种四相位电荷泵电路，消除了MOS体效应导致的阈值电压上升的影响，提高了电荷泵电路的电压增益。在相同的低电源电压下，本文所设计的电荷泵电路可以大幅的减少电荷泵的级数和所消耗的芯片面积，该电路特别适用于低电源电压下工作的嵌入式快闪存储器。

电荷泵；低电源电压；体效应；四相位；输出纹波；嵌入式闪存

随着SoC技术的不断更新换代，系统电源电压的不断降低，目前，在90 nm工艺的SoC芯片中，其系统电源电压已降到1.2 V。闪存能够实现非挥发性的数据存储是由于它能通过内部电荷泵电路产生高压（＞10 V），在强电场的作用下，使电子发生Fowler-Nordheim（FN）隧穿效应，并使电子注入到存储单元的浮栅中［1］。其擦除过程也可以通过FN隧穿效应来实现。由于SoC芯片采用单电源供电，因此必须使用电荷泵电路来产生所需要的高电压。然而，由于电源供电电压的不断降低，电荷泵电路中的MOS晶体管的体效应的影响，导致MOS晶体管的阈值电压的升高，使得电荷泵电路的输出效率不断降低，难以产生出闪存编程、擦写所需要的工作电压。……