用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵

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用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵

富聪, 宋志棠, 陈后鹏, 蔡道林, 王倩, 宏潇

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富聪, 宋志棠, 陈后鹏, 蔡道林, 王倩, 宏潇. 用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(2): 317-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

引用本文:

富聪, 宋志棠, 陈后鹏, 蔡道林, 王倩, 宏潇. 用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(2): 317-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

FU Cong, SONG Zhi-tang, CHEN Hou-peng, CAI Dao-lin, WANG Qian, HONG Xiao. Novel Low-Ripple Charge Pump for Phase Chang Memory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(2): 317-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

Citation:

FU Cong, SONG Zhi-tang, CHEN Hou-peng, CAI Dao-lin, WANG Qian, HONG Xiao. Novel Low-Ripple Charge Pump for Phase Chang Memory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(2): 317-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

1.
中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海长宁区 20050

基金项目:

国家集成电路重大专项(2009ZX02023-003);国家重点基础研究发展计划(2010CB934300,2011CBA00602,2011CB932800);国家自然科学基金(60906004,60906003,61006087,61076121);上海市科委资助项目(1052nm07000)

作者简介:
富聪(1984-),男,博士生,主要从事相变存储器电路与DC-DC方面的研究.

中图分类号: TN432

Novel Low-Ripple Charge Pump for Phase Chang Memory

1.
Shanghai Institute of Micro-System and Information Technology,Chinese Academy of Sciences Changning Shanghai 20050

摘要: 针对相变存储器编程操作对电荷泵低输出纹波与高瞬态响应速度的要求,提出了一种超低输出电压纹波的开关电容型电荷泵。相比于传统开关电容型电荷泵,在充电阶段,由电压比较器控制泵电容充电时间,泵电容被充电至预先设定的电压值Vo-Vin后停止充电,其中Vo为预期输出电压,Vin为输入电源电压;放电阶段,泵电容串联在输入电源Vin与电荷泵输出端,泵电容上极板电压自然地被提升至Vo并向外部负载输出电流。通过该方法固定电荷泵输出电压,可有效地消除由于电容间电荷分享所造成的输出纹波,并兼顾了高瞬态响应速度。使用中芯国际0.18μm标准CMOS工艺模型进行仿真验证,结果表明新结构的电荷泵在输入电压为2.2~4.8V间,输出5V电压,10mA负载电流,输出纹波低于3mV,电源效率最高可达88%.
- 电荷泵 /
- DC-DC /
- 低输出纹波 /
- 相变存储器
Abstract: A low ripple switched capacitor charge pump applied to phase change memory (PCM) is proposed. Compared with the conventional switched capacitor charge pump, the flying capacitor of the proposed charge pump is charged to the difference between the prospective output voltage and the input voltage during the charge phase. In the discharge phase, the flying capacitor is connected between the input and output of the charge pump to transfer energy to output, so the output is regulated at prospective voltage. This new operation mode can reduce the output ripple caused by charge redistribution. A simulation was implemented for a DC input range of 2.8~4.4V in a SMIC standard 0.18μm CMOS process. Result shows the new operation mode can regulate the output about 5V with a load condition from 0 to 10mA, the ripple voltage is lower than 3 mV and the highest power efficiency reaches 88%.
- charge pump circuits /
- DC-DC converters /
- low ripple /
- phase change memory

[1]	杨燕, 王滨, 李翠, 何雨莲. 高可靠性OTP存储控制器 . 电子科技大学学报, 2019, 48(5): 722-727. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2019.05.010
[2]	白丽娜, 刘海东, 葛肖霞, 翟鸿启, 周渭. 晶体振荡器输出的精密频率改正技术 . 电子科技大学学报, 2019, 48(1): 58-61. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2019.01.010
[3]	杨骁, 李靖坤, 徐锦里, 陈国晏, 娄付军, 李浩. DC-DC转换器高集成度片上软启动电路 . 电子科技大学学报, 2018, 47(1): 30-36. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.01.005
[4]	李元勋, 叶剑, 李颉, 陈鑫华, 苏桦, 张怀武. 基于LTCC技术的DC-DC变换器基板设计 . 电子科技大学学报, 2017, 46(3): 481-484, 536. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2017.03.001
[5]	方炜, 刘晓东, 刘宿城, 刘雁飞. 基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究 . 电子科技大学学报, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
[6]	方炜, 邱亚杰, 刘晓东, 刘雁飞. 基于电容电荷平衡的Boost型变换器控制研究 . 电子科技大学学报, 2013, 42(2): 244-248. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.02.013
[7]	胡小方, 段书凯, 王丽丹, 李传东. 脉冲控制忆阻模拟存储器 . 电子科技大学学报, 2011, 40(5): 642-647. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.001
[8]	靳钊, 庄奕琪, 王江安, 杜永乾, 乔丽萍, 张超. 无源超高频RFID低压高效电荷泵的设计与实现 . 电子科技大学学报, 2010, 39(6): 934-939. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.06.027
[9]	刘布民, 蔡伟, 陆铁军, 王宗民. 低功耗无损电流检测技术的分析与设计 . 电子科技大学学报, 2008, 37(3): 393-396.
[10]	李清华, 邵志标, 耿莉. 单片DC/DC变换器的分析与设计 . 电子科技大学学报, 2008, 37(1): 65-67,73.
[11]	包伯成, 许建平, 刘中. 开关DC-DC变换器斜坡补偿的稳定性控制研究 . 电子科技大学学报, 2008, 37(3): 397-400.
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用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

1. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海长宁区 20050

基金项目:

国家集成电路重大专项(2009ZX02023-003);国家重点基础研究发展计划(2010CB934300,2011CBA00602,2011CB932800);国家自然科学基金(60906004,60906003,61006087,61076121);上海市科委资助项目(1052nm07000)

作者简介:
富聪(1984-),男,博士生,主要从事相变存储器电路与DC-DC方面的研究.

收稿日期: 2011-02-26
修回日期: 2011-11-20
刊出日期: 2012-04-15

中图分类号: TN432

关键词:

摘要: 针对相变存储器编程操作对电荷泵低输出纹波与高瞬态响应速度的要求,提出了一种超低输出电压纹波的开关电容型电荷泵。相比于传统开关电容型电荷泵,在充电阶段,由电压比较器控制泵电容充电时间,泵电容被充电至预先设定的电压值Vo-Vin后停止充电,其中Vo为预期输出电压,Vin为输入电源电压;放电阶段,泵电容串联在输入电源Vin与电荷泵输出端,泵电容上极板电压自然地被提升至Vo并向外部负载输出电流。通过该方法固定电荷泵输出电压,可有效地消除由于电容间电荷分享所造成的输出纹波,并兼顾了高瞬态响应速度。使用中芯国际0.18μm标准CMOS工艺模型进行仿真验证,结果表明新结构的电荷泵在输入电压为2.2~4.8V间,输出5V电压,10mA负载电流,输出纹波低于3mV,电源效率最高可达88%.

English Abstract

富聪, 宋志棠, 陈后鹏, 蔡道林, 王倩, 宏潇. 用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(2): 317-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

引用本文:

富聪, 宋志棠, 陈后鹏, 蔡道林, 王倩, 宏潇. 用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(2): 317-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

FU Cong, SONG Zhi-tang, CHEN Hou-peng, CAI Dao-lin, WANG Qian, HONG Xiao. Novel Low-Ripple Charge Pump for Phase Chang Memory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(2): 317-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

Citation:

FU Cong, SONG Zhi-tang, CHEN Hou-peng, CAI Dao-lin, WANG Qian, HONG Xiao. Novel Low-Ripple Charge Pump for Phase Chang Memory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(2): 317-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.027

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