Схема для генерування негативних напруг і генератор накачування зарядів для генерування негативних напруг

1 Схема для генерування негативних напруг, що містить перший транзистор (Тх2), перший вивід якого з'єднаний із вхідним виводом (Е), а другий вивід якого з'єднаний із вихідним виводом (А) схеми, і вивід затвора якого через перший конденсатор (СЬ2) з'єднаний із першим виводом тактового сигналу, другий транзистор (Ту2), перший вивід якого з'єднаний із виводом затвора першого транзистора (Тх2), другий вивід якого з'єднаний із другим виводом першого транзистора (Тх2), і вивід затвора якого з'єднаний із першим виводом першого транзистора (Тх2), і другий конденсатор (Ср2), перший вивід якого з'єднаний із другим виводом першого транзистора (Тх2), а другий вивід якого з'єднаний із другим виводом тактового сигналу, причому транзистори (Тх2, Ту2) є МОНтранзисторами, виконаними за технологією потрійної кишені, яка відрізняється тим, що вона містить третій транзистор (Tz2), перший вивід якого з'єднаний із другим виводом першого транзистора (Тх2), другий вивід третього транзистора (Tz2) з'єднаний із кишенею/кишенями (Kw), яка(які) містить(ять) транзистори (Тх2, Ту2, Tz2), а вивід затвора третього транзистора (Tz2) з'єднаний із першим виводом першого транзистора (Тх2) 2 Схема за пунктом 1, яка відрізняється тим, що вона містить четвертий транзистор (Tza2), перший вивід якого з'єднаний із першим виводом першого транзистора (Тх2), другий вивід четвертого транзистора (Tza2) з'єднаний із кишенею/кишенями, яка(які) містить(ять) транзистори (Тх2, Ту2, Tza2, Tzb2), а вивід затвора четвертого транзистора (Tza2) з'єднаний із другим виводом першого транзистора (Тх2) 3 Схема за пунктом 1, яка відрізняється тим, що вона містить третій конденсатор (СЗ), перший вивід якого з'єднаний із першим виводом першого транзистора (Тх2), а другий вивід третього конденсатора (СЗ) з'єднаний із кишенею/кишенями (Kw), яка(які) містить(ять) транзистори (Тх2, Ту2, Tz2) 4 Генератор накачування зарядів для генерування негативних напруг, що містить послідовно з'єднані щонайменше дві схеми для генерування негативних напруг, який відрізняється тим, що схеми для генерування негативних напруг виконані за будь-яким із пунктів 1 - 3, причому вхідний вивід першої із цих схем з'єднаний із потенціалом маси, а тактові сигнали (F1, F2 або F3, F4) на виводах для тактових сигналів однієї схеми для генерування негативних напруг зміщені на половину тривалості періоду відносно тактових сигналів (F3, F4 або F1, F2) на виводах попередньої схеми для генерування негативних напруг 5 Генератор накачування зарядів за пунктом 4, який відрізняється тим, що коефіцієнт заповнення періоду імпульсів щонайменше тактових сигналів (F2, F4) на других виводах для тактових сигналів більший ніж 0,5 Винахід стосується схеми для генерування негативних напруг, що містить перший транзистор, перший вивід якого з'єднаний із вхідним виводом схеми і другий вивід якого з'єднаний із вихідним виводом схеми і вивід затвора якого з'єднаний через перший конденсатор із першим виводом тактового сигналу, другий транзистор, перший ви від якого з єднаний із виводом затвора першого транзистора, другий вивід якого з'єднаний із другим виводом першого транзистора і вивід затвора якого з'єднаний із першим виводом першого транзистора і другий конденсатор, перший вивід якого з'єднаний із другим виводом першого транзистора, а другий вивід якого з'єднаний із другим виводом О (О ю 52716 вої вихідної напруги і, з іншого боку, приймає вихідну напругу, яка підлягає досягненню, значно повільніше В основу винаходу покладена задача розробки схеми і генератора для генерування негативних напруг із більш високою ефективністю Згідно З винаходом ця задача вирішена у схемі для генерування негативних напруг, що містить перший транзистор, перший вивід якого з'єднаний із вхідним виводом схеми і другий вивід якого з'єднаний із вихідним виводом схеми і вивід затвора якого з'єднаний через перший конденсатор із першим виводом тактового сигналу, другий транзистранзисторами в П-ПІДЛОЖЦІ тор, перший вивід якого з'єднаний із виводом заГлибока n-кишеня з'єднана, також як і ртвора першого транзистора, другий вивід якого підложка з потенціалом маси Якщо тепер до пз'єднаний із другим виводом першого транзистора кишені прикладають більш негативну напругу зміі вивід затвора якого з'єднаний із першим виводом щення, ніж сама негативна напруга або на виводі першого транзистора і другий конденсатор, перстоку або на виводі витоку першого транзистора, в ший вивід якого з'єднаний із другим виводом перусталеному стані схеми через паразитні біполярні шого транзистора, а другий вивід якого з'єднаний транзистори кишеня - підложка не може протікати із другим виводом тактового сигналу причому траніякий струм витікання Так, наприклад, прпнзистори є МОН-транзисторами, виконаними, щотранзистор утворюється п+-ділянкою стоку п-МОНнайменше, в одній потрійній кишені(ТпрІе Well) транзистора, який служить у якості емптера, ршляхом введення третього транзистора, який з'єдкишенею, яка утворює базу, і n-кишенею, яка нує кишеню із виводом витоку першого(зарядного) утворює колектор Якщо потенціал кишені є більш транзистора тільки тоді, коли потенціал на виводі позитивним, ніж ділянка стоку п-МОН-транзистора, витоку є більш негативним, ніж потенціал на вивопаразитний npn-транзистор буде проводити і роді стоку першого транзистора, створюються умови, бити негативний вплив на ефективність генератощо конденсатор, який утворюється за рахунок зара накачування зарядів пираючого pn-переходу між обома кишенями, заПринцип відомої, працюючої в якості генераряджається до потенціалу витоку і підтримує китора накачування зарядів схеми грунтується на шеню досить довго на цьому потенціалі, навіть тому, що заряди від конденсатора, який з'єднаний якщо третій транзистор знову запирається, оскільіз виводом стоку першого транзистора, "накачуки потенціал виводу стоку першого транзистора ють" до конденсатора, який з'єднаний із його вистає більш негативним, ніж його потенціал водом витоку, за рахунок того, що поперемінно прикладають напругу до ВІДПОВІДНО наступних конУ подальшій формі виконання винаходу педенсаторних виводів Якщо одну за одною вклюредбачений четвертий транзистор, який з'єднує чають N таких схем, вхід першої схеми і наступний кишеню із виводом стоку першого транзистора, вивід з'єднаного з виходом конденсатора з'єднані з якщо потенціал виводу стоку є більш негативним, виводом маси, то теоретично може бути досягнута ніж потенціал виводу витоку першого транзистора вихідна напруга І (N - 1)Uol , причому Uo є напругою У цій формі виконання утворений кишенями конна виводах тактового сигналу денсатор таким чином завжди заряджається до більш негативного потенціалу так, що статичні Процес заряду є динамічним процесом, при стани, у яких позитивний потенціал кишені є більякому напруги на виводах витоку і стоку першого ший, ніж потенціал одного із виводів першого тратранзистора схеми постійно змінюються, так що нзистора, не можуть наступати і таким чином парегулярно включається паразитний біполярний разитний біполярний транзистор стає провідним транзистор Подальша переважна форма виконання винаДля вирішення цієї проблеми DE 196 01 369 ходу передбачає під'єднання додаткового конденС1 пропонує з'єднувати кишені, у яких розташовані сатора між виводом стоку першого транзистора і транзистори, із ВІДПОВІДНИМИ виводами витоків кишенею Цей конденсатор заряджається під час транзисторів, так як там в усталеному стані прифази включення третього конденсатора, також як і кладена ВІДПОВІДНО найнегативніша напруга Це утворений кишенями конденсатор, до потенціалу припущення однак, справедливо в ДІЙСНОСТІ ТІЛЬКИ виводу витоку і включається у фазі замикання тредля статичного кінцевого стану схеми генератора тього транзистора послідовно з утвореним кишенакачування зарядів, яке на практиці ніколи не нями конденсатором так, що при зниженні потеннаступає, так як від генератора накачування заряціалу виводу стоку напруга на утвореному дів постійно відбирається заряд за рахунок наванкишенями конденсаторі зрушується до негативних таження значень Тому кишеня є більш негативною, ніж це Уже при включенні у випадку відомої схеми було б можливо за рахунок чистого заряду через кишеня буде перебувати при відповідному напрузі вивід витоку першого транзистора тактового сигналу більш високому потенціалі, ніж вивід стоку, і тим самим буде включатися паразитШляхом послідовного з'єднання кількох ВІДПОний біполярний транзистор, який призводить до ВІДНИХ винаходу схем можна одержати генератор значної втрати ефективності, так як за рахунок накачування зарядів, яким можна генерувати нацього генератор накачування зарядів, з одного пруги -12В або навіть -20В, необхідні, наприклад, боку, не досягає теоретично максимально можлидля програмування і/або стирання енергонезалетактового сигналу, причому транзистори є МОНтранзисторами, виконаними, щонайменше, в одній потрійній кишені(ТпрІе Well) Із відомих аналогічних пристроїв найближчим за технічною суттю є пристрій, описаний у патенті DE 196 01 369 С1(МПК^ H01L 23/58, дата публікації 10 04 1997) В ньому транзистори реалізованіу вигляді n-канальних транзисторів у р-кишені, ркишеня зі свого боку виконана у глибокій ІЗОЛЮЮЧІЙ n-кишені, розміщеній в р-підложці У принципі схема може бути реалізована таким чином також із р-канальними МОН 52716 до Фігури 3 "накачуються" до другого конденсатожних запамятовуючих пристроїв, зокрема, швидра Ср2 наступної, поданої на Фігурі 1, схеми через ких СППЗП(програмованих ПЗП з електричним перший транзистор Тх2 Вивід його затвора під час стиранням) при напругах живлення мікросхем фази накачування за рахунок першого тактового тільки 2,5В сигналу F1, часова характеристика якого також У такому генераторі накачування зарядів на подана на Фігурі 6, підтягується до позитивного непарні схеми подають перший і другий тактові відносно виводу витоку першого транзистора Тх2 сигнали, а на парні схеми подають третій і четверпотенціалу, так що він проводить Переважним тий тактові сигнали, які мають такі ж характеристичином тактові сигнали F2 і F4 трохи перекриваки, що і перший і другий тактові сигнали, однак, ються, так що перший транзистор попередньо зазміщені на половину періоду У переважній формі ряджається доти, поки він не включається першим подальшого вдосконалення тактові сигнали на тактовим сигналом F1 у провідний стан другому виводі тактового сигналу схем мають шпаруватість імпульсів більшу, ніж 0,5 так що другі За рахунок накачування зарядів до другого і четверті тактові сигнали накладаються один на конденсатора Ср2 він заряджається і після відклюодного За рахунок цього перші транзистори попечення другого тактового сигналу F2 вихідний вивід редньо заряджаються, що приводить до підвиА або, ВІДПОВІДНО, зв'язаний із ним вивід витоку щення ефективності першого транзистора Тх2 стає негативним Таким чином вивід витоку став би більш негативним, ніж Винахід пояснюється в наступному більш довивід затвора першого транзистора Тх2, за рахукладно на прикладах виконання за допомогою нок чого він би не замикався і другий конденсатор креслень, на яких показано Ср2 міг би знову розряджатися Тому між виводом Фігура 1 детальна блок - схема відповідної визатвора і виводом витоку першого транзистора находу схеми, Тх2 включений другий транзистор Ту2, вивід заФігура 2 принципове представлення реалізації твора якого зв'язаний із виводом стоку першого такої схеми в р-підложці за технологією потрійної транзистора Тх2 За рахунок цього другого транзикишені(ТпрІе Well), стора Ту2 також вивід затвора першого транзистоФігура 3 перша форма виконання генератора ра Тх2 доводиться до потенціалу виводу витоку накачування зарядів, першого транзистора Тх2 так, що він запирається Фігура 4 друга форма виконання генератора накачування зарядів, Щоб перешкодити розряду другого конденсатора Ср2 через другий транзистор Ту2 і перший Фігура 5 третя форма виконання генератора вивід тактового сигналу, передбачений перший накачування зарядів, і конденсатор СЬ2 Фігура 6 часова характеристика тактових сигналів ВІДПОВІДНО ДО винаходу між виводом витоку першого транзистора Тх2 і виводом кишені Kw, у ВІДПОВІДНО ДО Фігури 1 у ВІДПОВІДНІЙ винаходу якій виконаний транзистор Тх2, включений третій схемі, яку можна розглядати як каскад багатокасn-МОН-транзистор Tz2, вивід затвора якого також кадного генератора накачування зарядів для генезв'язаний із виводом стоку першого транзистора рування негативної напруги, між вхідним виводом Тх2 Е і вихідним виводом А включений перший п-МОНтранзистор Тх2 Як можна зрозуміти з Фігури 2, другий і третій Як подано на Фігурі 2, перший транзистор Тх2 транзистори Ту2, Tz2 також розташовані в рвиконаний у р-кишені, розташованій, із свого боку, кишені, у якій виконаний перший транзистор Тх2 у глибокій ІЗОЛЮЮЧІЙ n-кишені Ця глибока пЯк намічено штриховими ЛІНІЯМИ, ВОНИ можуть кишеня виконана у р-підложці Як n-кишеня, так і рбути виконані також у власних кишенях, причому підложка під'єднані до маси кишені переважним чином з'єднані один з одним провідниками Вивід затвора першого транзистора Тх2 через перший конденсатор СЬ2 з'єднаний із першим виЗа рахунок третього транзистора Tz2 кишеня, водом тактового сигналу, до якого може прикладапозначена на Фігурі 1 вузлом Kw, утримується на тися перший тактовий сигнал F1 Вивід витоку негативному потенціалі так, що pn-перехід між рпершого транзистора Тх2 з'єднаний із першим викишенею і n-кишенею зміщений у напрямку запиводом другого конденсатора Ср2, другий вивід рання і не може текти ніякий струм витоку За раякого зв'язаний із другим виводом тактового сигхунок третього транзистора Tz2 крім того заряналу,до якого може прикладатися другий тактовий джається конденсатор Cw кишеня - кишеня сигнал F2 запірний шар так, що р-кишеня також при запиранні третього транзистора Tz2 утримується на Вхідний ВИВІД Е схеми може бути з'єднаний із негативному потенціалі вихідним виводом наступної подібної схеми, як це докладно подано на Фігурі 3, і намічено на Фігурі 1 На Фігурі 2 крім того поданий паразитний прпшляхом другого конденсатора Ср1 цієї наступної транзистор Тр, який утворений п+-ділянкою стоку схеми першого транзистора Тх2, р-кишенею, а також пкишенею Цей паразитний транзистор Тр показаЯк подано на Фігурі 6, другий і четвертий такний також на Фігурі 1 Можна явно зрозуміти, що тові сигнали F2, F4 мають таку ж часову характецей транзистор Тр став би провідним і привів би ристику, однак зміщені відносно один одного на до струмів витоку, якби р-кишеня стала більш пополовину тривалості періоду За рахунок цієї позитивною, ніж вивід стоку першого транзистора перемінної подачі позитивної напруги на другий і Тх2 Це однак ефективно запобігається за рахунок четвертий виводи тактового сигналу заряди від ВІДПОВІДНОГО винаходові третього транзистора другого конденсатора Ср1 наступної або, ВІДПОВІДНО, попередньої схеми ланцюжка схем ВІДПОВІДНО Як уже сказано, можна включати друг за дру гом декілька таких ВІДПОВІДНИХ винаходу схем, щоб генерувати не тільки негативну напругу, але й у порівнянні з напругою живлення високу негативну напругу, яка, наприклад, потрібна для програмування і стирання швидких СППЗП На фігурі 3 один за одним включена КІЛЬКІСТЬ N таких схем ВІДПОВІДНО ДО Фігури 1 Перші транзистори позначені Тх1 - TxN Інші частини схеми позначені цифрами еквівалентним чином На другий конденсатор Ср n-ноі схеми не подана напруга тактового сигналу, так як на ньому повинна зніматися висока негативна напруга Таким генератором накачування зарядів, як він поданий на Фігурі З, що складається з N-каскадів накачування, мож+ на одержати напругу (N - 1) Uo якщо вхід першого каскаду накачування з'єднаний із корпусом і Uo є рівнем тактових сигналів Тактові сигнали F1 - F4 мають часові характеристики, які представлені на Фігурі 6 Тактові сигнали F3 і F4 мають таку ж часову характеристику, що і тактові сигнали F1 і F2, однак зрушені на половину тривалості періоду На непарні каскади накачування генератора накачування зарядів ВІДПОВІДНО ДО Фігури 3 подаються тактовий сигнал F3 і F4, а на парні - тактові сигнали F1 і F2 Фігура 4 показує наступну форму виконання винаходу У випадку схем поданого там генератора накачування зарядів четверті п-МОНтранзистори Tza1 - TzaN розташовані між вивода 52716 8 ми стоку перших транзисторів Тх1 - TxN і кишенями Виводи затвора четвертих транзисторів Tza1 TzaN зв'язані ВІДПОВІДНО З виводами витоків перших транзисторів Zx1 - ZxN Треті транзистори позначені тут Tzb1 - TzbN Четверті транзистори Tza1 - TzaN служать для того, щоб також у випадку, коли на виводах стоку перших транзисторів Тх1 - TxN прикладений більш низький потенціал, ніж на їхніх виводах витоків, цей найнижчий потенціал переключався до кишень і кишені тим самим завжди перебували під найнижчим з обох потенціалів Замість четвертих транзисторів Tza1 - TzaN у переважній формі подальшого розвитку схеми ВІДПОВІДНО до Фігури 1 або, ВІДПОВІДНО, генератора накачування зарядів ВІДПОВІДНО ДО Фігури 3 може бути включений третій конденсатор СЗ між виводами стоку перших транзисторів Тх1 - TxN і кишенями Kw Це подано на Фігурі 5 Треті конденсатори СЗ у з'єднанні з конденсаторами кишеня кишеня С\л/(які на Фігурі 5 у явному вигляді не представлені) приводять до подальшого падіння потенціалу кишені Подані на Фігурах 3 - 5 ВІДПОВІДНІ винаходу генератори накачування зарядів відрізняються більш високою ефективністю так, що також при малій напрузі живлення порядку 2,5В можуть досягатися ВИХІДНІ напруги - 20В 10 52716 L F2. F3. ФІГ 8 TOB "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24