基于65nm浮柵工藝NOR flash存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì).pdf

1、Flash存儲(chǔ)器是主流的非易失型存儲(chǔ)器，對(duì)其進(jìn)行編程和擦除需要對(duì)存儲(chǔ)單元各端施加不同的高壓。電荷泵電路由于面積小，不需要使用電感成為了片上升壓電路的首選。為加快對(duì)存儲(chǔ)器的編程和擦除，電荷泵的充電速度是一個(gè)關(guān)注的重點(diǎn);而為確保編程操作的準(zhǔn)確度，抑制電荷泵的紋波也是一個(gè)重要的問(wèn)題。
　　本文根據(jù)NOR Flash存儲(chǔ)器的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)完成了NOR Flash存儲(chǔ)器的字線驅(qū)動(dòng)電路和位線驅(qū)動(dòng)電路，此外設(shè)計(jì)了一款片上溫度檢測(cè)電路。本文主要工

2、作以及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、對(duì)理想電荷泵進(jìn)行了simulink仿真，和電荷泵的經(jīng)典模型進(jìn)行了比較和印證，利用電荷泵的模型分析了電荷泵的最優(yōu)級(jí)數(shù)。
　　2、設(shè)計(jì)了字線驅(qū)動(dòng)電路，包括編程正高壓電荷泵調(diào)節(jié)電路和擦除負(fù)高壓電荷泵調(diào)節(jié)電路，分別產(chǎn)生10V正高壓和-9V負(fù)高壓，采用SKIP模式以獲得較高的效率?？偨Y(jié)了Dickson電荷泵的紋波特性，對(duì)SKIP模式的紋波進(jìn)行了分析，論證了SKIP模式下電荷泵紋波和上升時(shí)間的關(guān)系，對(duì)兩者進(jìn)行

3、了優(yōu)化和折中。設(shè)計(jì)了電荷泵的振蕩器、四相時(shí)鐘生成器、電平移位器和帶隙基準(zhǔn)電路。
　　3、設(shè)計(jì)了一種新型寬負(fù)載紋波抑制位線驅(qū)動(dòng)電路，在負(fù)載電流為0.1mA到1mA范圍內(nèi)產(chǎn)生3.6V正高壓。電荷泵分為3路并聯(lián)，采用SKIP模式和頻率調(diào)節(jié)模式混合的調(diào)節(jié)電路。特點(diǎn)是復(fù)用誤差放大器，將兩級(jí)放大器的第一級(jí)用作比較器。輕載時(shí)產(chǎn)生控制信號(hào)關(guān)閉2路電荷泵，運(yùn)放第二級(jí)輸出實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)。為區(qū)分中載和重載，2路電荷泵中一路電荷泵的控制信號(hào)由遲滯反相器提供

4、，利用其雙門(mén)檻特性和另一路電荷泵區(qū)分開(kāi)來(lái)。為在輕載時(shí)保證同樣的紋波性能，對(duì)電容驅(qū)動(dòng)器實(shí)行連續(xù)調(diào)節(jié)。在很寬的負(fù)載電流變化下實(shí)現(xiàn)了紋波抑制。
　　4、設(shè)計(jì)了溫度檢測(cè)電路，利用帶隙基準(zhǔn)電路中的PTAT電流和電阻串聯(lián)產(chǎn)生PTAT電壓，并用ADC將轉(zhuǎn)為3位數(shù)字輸出。
　　電路設(shè)計(jì)基于XMC65nm浮柵工藝，電源電壓為1.8V，使用CadenceSpectre進(jìn)行仿真。在標(biāo)準(zhǔn)工藝角下，字線驅(qū)動(dòng)電路中正電荷泵負(fù)載電容為10pF，輸出電壓為

5、10V，上升時(shí)間為307ns，輸出紋波約為154mV，功耗為413uW;字線驅(qū)動(dòng)電路中負(fù)電荷泵負(fù)載電容為20pF，穩(wěn)定后輸出電壓為-9V，輸上升時(shí)間為1.69us，輸出紋波約為35mV，功耗為651uW;位線驅(qū)動(dòng)電路負(fù)載電容為20pF，輸出電壓為3.6V，輕載（負(fù)載電流100uA）時(shí)，上升時(shí)間為86ns，紋波為232mV;重載(負(fù)載電流1mA)時(shí)，上升時(shí)間為134ns，紋波為201mV，重載時(shí)效率為59％。核心版圖面積為0.268mm2