[发明专利]字线调整器电路以及单电源存储器

说明书

技术领域

本发明涉及存储器领域，更具体地说，本发明涉及一种用于存储器的字线调整器电路以及采用了该字线调整器电路的单电源存储器。

背景技术

在存储器(例如闪存)中，需要电源来提供存储器单元操作所需的电压和/或电流。在传统的闪存中，一般采用两个电源的配置方案，例如其中一个为核心电源，例如1.5V或1.8V等；而另一个则是接口电源，例如电压大小为1.6-5.5V。

在这种双电源配置方案的闪存中，当需要进行读操作时，例如当所要求的读电压为2.5V时，可优选地利用核心电源和接口电源中电压较高的电压来提供该读电源，以尽量简化电路及节省功率。但是，随着集成电路集成化的提高，越来越要求电路的配置尽量简单，从而发展出了一种仅仅配置单个电源的闪存存储器结构。

在对闪存进行读操作时，往往需要对存储器单元的读操作电压进行调整，以使得调整后的读操作电压足够精确，例如，在某些闪存中，需要读操作电压精确地为2.5V。图1示意性地示出了根据现有技术的用于单电源的闪存的字线调整器电路的框图。如图1所示，字线泵用于将闪存中的单电源的电压提升至例如4-6V。字线泵控制器用于对字线泵的输出电压PWL进行监控，并且在字线泵的输出电压低于4V时利用字线泵控制信号EPUMPWL对字线泵进行刷新，使得字线泵操作以提升输出电压；并且字线泵控制器在字线泵的输出电压PWL高于6V时，利用字线泵控制信号EPUMPWL关闭字线泵的刷新操作。

另一方面，字线泵的输出电压PWL对待机字线调整器和工作字线调整器进行供电。其中，字线泵控制器输出的字线泵控制信号EPUMPWL还用于控制待机字线调整器，用于在待机情况下使待机字线调整器工作，并将字线泵的输出电压PWL调整至2.5V。

同时，在存储器单元工作对工作字线调整器输入一个工作信号SEN，以启动工作字线调整器工作，这样，工作字线调整器字线泵的输出电压PWL调整至2.5V。

待机字线调整器和工作字线调整器都是利用基于MOS晶体管的电压调整电路，使得输出电压VD25＝VDD+Vth，其中VDD是单电源的电压，Vth是MOS晶体管阈值电压。

然而，图1所示的单电源的闪存的字线调整器电路存在一些问题。首先，在上述电路结构中，无论在待机状态还是工作状态，PWL的电压大小总是保持在4-6V的范围内(由此平均电压大约为5V)，而实际调整后的输出的电压大小仅仅为2.5V，这就将近浪费了一半的电压，在电流尽量保持不损耗的情况下，也损耗了一半的功率。

其次，在上述电路结构中，输出电压VD25＝VDD+Vth，其中Vth是MOS晶体管的阈值电压，其一般情况下是0.7V，由此电源电压VDD＝1.8V。随着集成电路等比例缩小(scale down)的发展，电源电压VDD可能可以相应地缩小，但是MOS晶体管的阈值电压Vth却无法等比例缩小，由此使得图1所示的用于单电源的闪存的字线调整器电路无法适应集成电路的等比例缩小。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够有效地节省功耗并且适应集成电路等比例缩小的字线调整器电路、以及采用了该字线调整器电路的单电源闪存。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于单电源闪存的字线调整器电路，其包括：字线泵，用于将输入电压提升至目标电压；字线泵控制器，用于根据字线泵的输出电压向字线泵输入刷新信号；以及比较器，用于根据字线泵的输出电压与基准信号的比较结果向字线泵输入反馈信号；其中，读操作控制信号对字线泵控制器和比较器进行控制，使得在工作状态下开启比较器而关闭字线泵控制器，在待机状态下关闭比较器而开启字线泵控制器；并且其中，字线泵在待机状态下根据刷新信号工作，在工作状态下根据反馈信号工作。

通过采用上述字线调整器电路，可以针对工作状态和待机状态有区别地提供字线泵的输出电压，从而能够有效地节省功耗。

优选地，上述用于单电源存储器的字线调整器电路还包括电压钳位器和电压提供电路，所述电压钳位器包括第一MOS晶体管和第二MOS晶体管，其中电压提供电路在待机状态下向第一MOS晶体管的栅极提供第一栅极电压，电压提供电路在工作状态下向第二MOS晶体管的栅极提供第二栅极电压，其中第二栅极电压与第一栅极电压之差为MOS晶体管的阈值电压。

通过采用上述字线调整器电路，可以使得最终输出的电压与MOS晶体管的阈值电压无关，从而能够适应集成电路等比例缩小的字线调整器电路。