(57)【要約】不揮発性メモリデバイスのためのＤＡＣベースの電圧レギュレータシステムは、イネーブル入力および電圧出力ノードを有するチャージポンプ回路を備えている。電圧−電流変換器は、電圧出力ノードに接続された入力および仮想接地ノードに接続された出力を有している。電流源は、仮想接地ノードに接続されていて、複数のデジタル入力信号の状態に応じて、複数の電流のうちの１つをシンクする。相互コンダクタンス増幅器は、仮想接地ノードにおける反転入力と、基準電位に接続された非反転入力と、出力とを有している。比較器は、相互コンダクタンス増幅器の出力に接続された第１の入力と、基準電位に接続された第２の入力と、前記チャージポンプのイネーブル入力に接続された出力とを有している。
2005538678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イネーブル入力および電圧出力ノードを有するチャージポンプ回路と、
Ｎ本のデジタル入力と、
前記チャージポンプの前記イネーブル入力に接続された制御回路とを備えていて、前記制御回路は、前記Ｎ本のデジタル入力に接続されたデジタル−アナログ変換器を有し、かつ前記チャージポンプの前記イネーブル入力を駆動して、前記チャージポンプ回路の前記電圧出力ノードで電圧を発生させ、それは前記Ｎ本のデジタル入力に加えられるデジタルワードの単調関数であるように構成されていることを特徴とする集積された電圧レギュレータシステム。
【請求項２】
不揮発性メモリ回路と組み合わせられたことを特徴とする請求項１に記載の集積された電圧レギュレータシステム。
【請求項３】
イネーブル入力および電圧出力ノードを有するチャージポンプ回路と、
Ｎ本のデジタル入力を有していて、２Ｎ通りの値のうちのいずれか１つのレギュレータ出力電圧を発生するレギュレータ回路と、
前記チャージポンプの前記電圧出力ノードでの電圧を前記レギュレータ出力電圧と比較するように接続された入力を有し、かつ前記チャージポンプ回路の前記イネーブル入力に接続された出力を有する比較器とを備えていることを特徴とする集積された電圧レギュレータシステム。
【請求項４】
不揮発性メモリ回路と組み合わせられたことを特徴とする請求項３に記載の集積された電圧レギュレータシステム。
【請求項５】
イネーブル入力および電圧出力ノードを有するチャージポンプ回路と、
仮想接地ノードと、
Ｎ本のデジタル入力と、
前記電圧出力ノードに接続された入力および前記仮想接地ノードに接続された出力を有する電圧−電流変換器と、
前記仮想接地ノードに接続されていて、前記Ｎ本のデジタル入力上の状態信号に応じて複数の電流のうちの１つをシンクする電流源と、
前記仮想接地ノードにおける反転入力と、基準電位に接続された非反転入力と、出力とを有する相互コンダクタンス増幅器と、
前記相互コンダクタンス増幅器の前記出力に接続された第１の入力と、基準電位に接続された第２の入力と、前記チャージポンプの前記イネーブル入力に接続された出力とを有する比較器とを備えていることを特徴とするＤＡＣベースの集積された電圧レギュレータシステム。
【請求項６】
不揮発性メモリ回路と組み合わせられたことを特徴とする請求項５に記載の集積された電圧レギュレータシステム。
【請求項７】
前記電流源は、
基準電圧源と、
前記基準電圧源に接続された反転入力と、非反転入力と、出力とを有する増幅器と、
電源電位に接続されたソースと、前記増幅器の前記非反転入力に接続されたドレインと、前記増幅器の前記出力に接続されたゲートとを有する第１のｐチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記電源電位に接続されたソースと、ドレインと、前記増幅器の前記出力に接続されたゲートとを有する第２のｐチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第２のｐチャネルＭＯＳトランジスタのドレインに接続されたドレインおよびゲートと、ソースとを有する第１のｎチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第１のｎチャネルＭＯＳトランジスタの前記ソースに接続されたドレインと、前記電源電位に接続されたゲートと、接地に接続されたソースとを有する第２のｎチャネルＭＯＳトランジスタと、
電流シンクノードと、
前記電流シンクノードと接地電位との間に接続され、前記電流シンクノードに接続されたドレインと、前記第１のｎチャネルＭＯＳトランジスタのゲートに接続されたゲートと、ダイオード接続されたｎチャネルＭＯＳトランジスタを通して接地電位に接続されたソースとを有する最小サイズのｎチャネルＭＯＳバイアストランジスタを備えたバイアス回路と、
Ｎ本のデジタル入力段とを備えていて、各々のデジタル入力段は、前記電流シンクノードと接地電位との間に接続され、かつ、前記電流シンクノードに接続されたドレインと、前記第１のｎチャネルＭＯＳトランジスタのゲートに接続されたゲートと、第２の入力段ｎチャネルＭＯＳトランジスタを通して接地電位に接続されたソースとを有する第１の入力段ｎチャネルＭＯＳトランジスタを有していて、前記第２の入力段ｎチャネルＭＯＳトランジスタは、前記Ｎ本のデジタル入力のうちの１つに接続されたゲートを有していることを特徴とする請求項５に記載のＤＡＣベースの電圧レギュレータシステム。
【請求項８】
前記レギュレータは、
電流源と、
前記チャージポンプ回路の前記電圧出力ノードに接続された反転入力と、第１の基準電圧に接続された非反転入力と、出力とを有する相互コンダクタンス増幅器と、
前記相互コンダクタンス増幅器の前記反転入力に接続されたソースと、前記電流源に接続されたドレインと、前記相互コンダクタンス増幅器の前記出力に接続されたゲートとを有するｐチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２の基準電圧に接続された非反転入力と、前記ｐチャネルＭＯＳトランジスタの前記ドレインに接続された反転入力と、前記チャージポンプ回路の前記イネーブル入力に接続された出力とを有する比較器とを備えていることを特徴とする請求項５に記載のＤＡＣベースの電圧レギュレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージポンプ回路に関する。より詳細には、本発明は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）ベースの電圧レギュレータシステムに関し、それは、メモリ回路内で用いられる、さまざまな電圧を供給するための、不揮発性メモリ内のチャージポンプ回路の出力を調整することができる。
【背景技術】
【０００２】
不揮発性メモリは、メモリセルトランジスタのゲートに接続されたワード線に加えられる広範囲の電圧を必要とする。複数の電圧レギュレータが、デバイスの各々の動作のために、別々の適切な電圧を供給する。各々の電圧レギュレータの出力電圧は固定されていて、レギュレータデバイスの出力電圧を変える方法はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
不揮発性メモリは、少なくとも、プログラムされたセルおよび消去されたセルを確認するためにメモリセルのゲートに電圧を供給する電圧レギュレータと、メモリセルにプログラムを書き込むためにメモリセルのゲートにプログラミング電圧を供給する電圧レギュレータとを必要とする。いくつかの不揮発性メモリデバイスにおいては、セルの信頼性のために、プログラム電圧は一定ではなく、むしろ傾斜をつけることが要求される。この目的のために、追加のアナログ回路を設けることが必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、不揮発性メモリデバイスに必要な調整された電圧を供給するためのＤＡＣベースの電圧レギュレータを提供する。電圧の調整は、基準電流と、チャージポンプ回路の高電圧出力から得られる電流信号との間の電流比較に基づく。ＤＡＣに供給されるＮビットは、２Ｎ通りの電流基準レベルを発生させ、これは仮想接地点からシンクされる。電圧−電流変換器は、チャージポンプの高電圧出力から電流信号を生成し、これは仮想接地点に供給される。仮想接地点における比較から来る電流誤差信号は、相互コンダクタンス増幅器によって、増幅され、かつ電圧変換される。第２の増幅器は、相互コンダクタンス増幅器からの出力信号を受け取り、ＣＭＯＳ互換の電圧レベルを出力する。それは、選択された出力電圧値を得るために、チャージポンプをイネーブルまたは放電する。従って、ＤＡＣに与えられる入力に従って、チャージポンプを２Ｎ通りの値のうちの１つに調整することができる。
【０００５】
本発明の電圧レギュレータは、不揮発性メモリデバイス内のワード線にバイアスをかけるために、広範囲の出力電圧を供給することができる。不揮発性メモリの各々の動作のための適切な出力電圧を選択するために、Ｎ通りの入力信号が供給される。この特徴のため、電圧の傾斜は、この傾斜の値のシーケンスを供給することによって、容易に生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
当業者であれば、本発明の以下の記載が、単なる例示としてのものであって、いかなる限定のためのものでもないことを理解するであろう。本発明の他の実施形態は、この開示の恩恵を受ける当業者にとって、容易に明らかになるであろう。
【０００７】
電圧の調整は、基準電流と、チャージポンプ回路の高電圧出力から得られる電流信号と間の電流比較に基づく。ＤＡＣに供給されるＮビットは、２Ｎ通りの電流基準レベルを発生させ、これは仮想接地点からシンクされる。電圧−電流変換器は、チャージポンプの高電圧出力から、電流信号を生成し、これは仮想接地点に供給される。仮想接地点における比較から来る電流誤差信号は、相互コンダクタンス増幅器によって、増幅され、かつ電圧変換される。第２の増幅器は、相互コンダクタンス増幅器からの出力信号を受け取り、ＣＭＯＳ互換の電圧レベルを出力する。それは、選択された出力電圧値を得るために、チャージポンプをイネーブルまたは放電する。従って、ＤＡＣに与えられる入力に従って、チャージポンプを２Ｎ通りの値のうちの１つに調整することができる。
【０００８】
まず図１を参照すると、本発明のＤＡＣベースの電圧レギュレータを有するチャージポンプシステム１０のブロック図が示されている。ＤＡＣベースの電圧レギュレータ１２は、バス１４上のＮビットデジタル入力を受け取る。ＤＡＣベースの電圧レギュレータ１２は、チャージポンプ１６にイネーブル信号を供給し、それはチャージポンプ１６をイネーブルまたは放電し、出力ノード１８での、その高電圧出力を調整する。
【０００９】
次に図２を参照すると、本発明のＤＡＣベースのレギュレータの単純化された配線図が示されている。（参照番号２０で示された）チャージポンプの高電圧出力ノードは、抵抗２４およびｐチャネルＭＯＳトランジスタ２６を通して、仮想接地ノード２２に接続されている。ｐチャネルＭＯＳトランジスタ２６は、増幅器２８の出力によって駆動される。増幅器２８は、抵抗２４と、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ２６のソースとの間の接続点に接続された、その反転入力と、基準電圧Ｖｒｅｆ１に接続された、その非反転入力とを有している。電流源３０は、そのＮ入力ラインの状態に従って、２Ｎ通りのレベルの基準電流を供給することができ、かつ、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ２６のドレインと、相互コンダクタンス増幅器３２の反転入力とを有する回路ノードに接続されている。当業者であれば、この回路ノードが仮想接地点であることを理解するであろう。相互コンダクタンス増幅器３２の非反転入力は、基準電圧Ｖｒｅｆ２に接続されている。抵抗３４は、相互コンダクタンス増幅器３２の利得を設定する。相互コンダクタンス増幅器３２は、相互コンダクタンス増幅器３６の非反転入力を駆動する。相互コンダクタンス増幅器３６の反転入力は、基準電圧Ｖｒｅｆ２に接続されている。
【００１０】
抵抗２４、増幅器２８およびｐチャネルＭＯＳトランジスタ２６は、電流信号を生成し、これは、チャージポンプの高電圧出力ノード２０での電圧の関数である。この電流信号は、電流源３０からの基準電流信号と比較される。より十分にここで開示されるであろうが、基準電流は、２Ｎ通りのレベルのうちの１つに設定することができる。
【００１１】
仮想接地点における比較から生じる電流誤差信号は、相互コンダクタンス増幅器３２で、増幅され、かつ電圧に変換される。第２の増幅器３６は、ＣＭＯＳ互換の出力レベルを生成し、チャージポンプをイネーブルまたは放電する。
【００１２】
次に図３を参照すると、図２における電流源３０が詳細に示されている。基準電流は、増幅器４２およびｐチャネルＭＯＳトランジスタ４４によって制御される定電圧降下Ｖｒｅｆ１のバイアスをかけられた抵抗４０から得られる。ｐチャネルＭＯＳトランジスタ４６と、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ４８および５０とは、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ４４を通して、この電流をミラーリングする。ｎチャネルＭＯＳトランジスタ５２、５４、５６、５８、６０、および６２は、この電流に２の累乗を掛ける大きさに作られている。トランジスタ５２は１ｘの大きさに作られ、トランジスタ５４は２ｘの大きさに作られ、トランジスタ５６は４ｘの大きさに作られ、トランジスタ５８は８ｘの大きさに作られ、トランジスタ６０は（２Ｎ）ｘの大きさに作られている。トランジスタ６２は、最小の大きさに作られていて、電流源に最小電流値のバイアスをかける。トランジスタ５２、５４、５６、５８、６０、および６２を通る電流経路は、それぞれ、トランジスタ６４、６６、６８、７０、７２、および７４によって切り替えられる。トランジスタ６４、６６、６８、７０、および７２は、それぞれＮ入力制御ラインのうちの１つによって駆動される、それらのゲートを有している。トランジスタ７４は、ダイオード接続されていて、Ｎ本の入力ラインの全てが論理０のときに、最小の電流を供給する。
【００１３】
チャージポンプの高電圧出力ノード２０（図２）からの電流信号の生成は、Ｖｒｅｆ１でその帰還ループにバイアスをかけている増幅器２８によってなされる。高電圧出力の値は、下記のように表すことができる。
ＨＶＯＵＴ＝（ｎ＋ｌ）（Ｒ２４／Ｒ４０）＊Ｖｒｅｆ１＋Ｖｒｅｆ１
【００１４】
当業者であれば理解するであろうが、調整は、抵抗の比の関数であり、絶対値ではない。
【００１５】
本発明の実施形態および応用を図示し、かつ説明してきたが、ここでの発明の概念から逸脱しない、上記以外の多くの変更が可能であることは、当業者にとって明らかである。従って、本発明は、添付の請求項の精神以外で限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のＤＡＣベースの電圧レギュレータを有するチャージポンプシステム１０のブロック図である。
【図２】本発明の例示としてのＤＡＣベースの電圧レギュレータの配線図である。
【図３】図２の電流源として用いることができる回路の例示としての実施形態の詳細な配線図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  チャージポンプシステム
１２  電圧レギュレータ
１４  バス
１６  チャージポンプ
１８  出力ノード
２０  高電圧出力ノード
２２  仮想接地ノード
２４  抵抗
２６  ｐチャネルＭＯＳトランジスタ
２８  増幅器
３０  電流源
３２  相互コンダクタンス増幅器
３４  抵抗
３６  相互コンダクタンス増幅器（第２の増幅器）
【図１】
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【図２】
2005538678.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
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