CN102592655B - 自举预充电的快速限幅字线偏置电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种自举预充电的快速限幅字线偏置电路包括基准电压产生电路、提供初始置位电位的静态钳位电路、接收使能信号的预充控制信号产生电路、提供电压Vboost的boost电压产生电路、作为输出管的NMOS管M1、接收使能信号的使能控制PMOS管M2、预充控制NMOS管M3、接地的开关NMOS管M4，将所述电压Vboost加载到所述NMOS管M1的电容Cb及反相器I5。本发明可快速将负载从静态钳位电路给定的基准电压升高到预定的电压值，且由于采用的限幅预充，防止了过充电情况的产生。

Description

自举预充电的快速限幅字线偏置电路

技术领域

本发明涉及存储器电路技术领域，特别涉及一种自举预充电的快速限幅字线偏置电路。

背景技术

字线偏置电路是存储器电路中对字线提供稳定电压偏置的电路。传统偏置电路由一个稳定电压控制输出管，使能信号控制输出支路的关断或开启，开启时输出管增强输出支路电流输出能力，从而达到给负载提供预定偏置的作用。常规字线偏置采用一个偏置电路提供基准电压，并通过源级跟随的输出结构来提高负载能力。但该结构的输出能力有限，不能满足偏置电路快速启动的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能安全快速预充的自举预充电的快速限幅字线偏置电路。

根据本发明的一个方面，提供一种自举预充电的快速限幅字线偏置电路包括基准电压产生电路、提供初始置位电位的静态钳位电路、接收使能信号的预充控制信号产生电路、提供电压Vboost的boost电压产生电路、作为输出管的NMOS管M1、接收使能信号的使能控制PMOS管M2、预充控制NMOS管M3、接地的开关NMOS管M4，电容Cb及反相器I5；

所述基准电压产生电路分别与所述电容Cb和所述NMOS管M1的栅极连接；

所述预充控制信号产生电路的输出端与所述预充控制NMOS管M3的栅极连接，还通过反相器I5与所述接地的开关NMOS管M4的栅极连接；所述预充控制NMOS管M3的源极与所述boost电压产生电路连接；

所述电容Cb一端连接在所述基准电压产生电路和所述NMOS管M1的栅极之间，另一端分别与所述接地的开关NMOS管M4的漏极与所述预充控制NMOS管M3的漏极连接；

所述NMOS管M1的漏极与所述使能控制PMOS管M2的漏极连接，源极与所述静态钳位电路连接；所述NMOS管M1的漏极和所述静态钳位电路之间设置有上电后输出电位；

所述使能控制PMOS管M2的源极接电源VDD。

进一步地，所述基准电压产生电路包括电流源I1和电阻R1；所述电流源I1通过所述电阻R1接地，所述NMOS管M1的栅极和所述电容Cb分别与所述电流源I1和所述电阻R1并联。

进一步地，所述静态钳位电路包括二极管I6、I7；所述二极管I7一端接地，另一端通过所述二极管I6与所述NMOS管M1的源极连接。

进一步地，所述预充控制信号产生电路包括反相器I2、I3，与非门I4，电容C1；

所述反相器I2分别与所述与非门I4的一输入端、所述反相器I3并联；所述I3分别与所述与非门I4的另一输入端、所述电容C1并联；所述电容C1接地；所述与非门I4的输出端分别与所述预充控制NMOS管M3的栅极、所述反相器I5连接。

进一步地，所述boost电压产生电路包括PMOS管M5和电流源I2；

所述PMOS管M5的栅极和漏极相连；

所述PMOS管M5的栅极和漏极分别与所述电流源I2和所述预充控制NMOS管M3的源极连接；所述电流源I2接地；所述PMOS管M5的源极与电源VDD相连。

本发明提供的自举预充电的快速限幅字线偏置电路用预充控制信号产生电路控制预充控制管M3，用电容Cb将boost电压产生电路产生的电压Vboost加载到输出NMOS管M1的栅极，可快速将负载从静态钳位电路给定的基准电压升高到预定的电压值，且由于采用的限幅预充，防止了过充电情况的产生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自举预充电的快速限幅字线偏置电路的结构框图；

图2为本发明实施例提供的自举预充电的快速限幅字线偏置电路的电路原理示意图。

图3为图2所示电路中主要信号的波形示意图，其中，ENb为使能信号，PC为脉冲信号，VB为B点的电压信号，VA为A点的电压信号。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供的自举预充电的快速限幅字线偏置电路包括基准电压产生电路10、提供初始置位电位的静态钳位电路20、接收使能信号的预充控制信号产生电路30、提供电压Vboost的boost电压产生电路40、作为输出管的NMOS管M1、接收使能信号的使能控制PMOS管M2、预充控制NMOS管M3、接地的开关NMOS管M4，电容Cb及反相器I5。基准电压产生电路10用于提供一个稳定的电压Vref。基准电压产生电路10分别与电容Cb和NMOS管M1的栅极连接。预充控制信号产生电路30受使能信号ENb控制，提供一个脉冲信号PC。预充控制信号产生电路30的输出端与预充控制NMOS管M3的栅极连接，还通过反相器I5与接地的开关NMOS管M4的栅极连接。预充控制NMOS管M3的源极与boost电压产生电路40连接。电容Cb一端连接在基准电压产生电路10和NMOS管M1的栅极之间，另一端分别与接地的开关NMOS管M4的漏极与预充控制NMOS管M3的漏极连接。NMOS管M1的漏极与使能控制PMOS管M2的漏极连接，源极与静态钳位电路20连接；NMOS管M1的漏极和静态钳位电路20之间设置有上电后输出电位A，静态钳位电路20上电后对电位A提供一个初始的置位电压。使能控制PMOS管M2的源极接电源VDD。

下面结合图2对自举预充电的快速限幅字线偏置电路的结构进行进一步地详细说明。基准电压产生电路10包括电流源I1和电阻R1；电流源I1通过电阻R1接地，NMOS管M1的栅极和电容Cb分别与电流源I1和电阻R1连接于B点。

静态钳位电路20包括二极管I6、I7；二极管I7一端接地，另一端通过二极管I6与NMOS管M1的源极连接。

预充控制信号产生电路30包括反相器I2、I3，与非门I4，电容C1。反相器I2分别与与非门I4的一输入端、反相器I3并联；I3分别与与非门I4的另一输入端、电容C1并联；电容C1接地；与非门I4的输出端分别与预充控制NMOS管M3的栅极、反相器I5连接。

boost电压产生电路40包括PMOS管M5和电流源I2。PMOS管M5的栅极和漏极相连；PMOS管M5的栅极和漏极分别与电流源I2和预充控制NMOS管M3的源极连接；电流源I2接地；PMOS管M5的源极与电源VDD相连。

预充控制NMOS管M3受脉冲信号PC控制，将电压Vboost传递到电容C1。接地开关NMOS管M4受信号PC控制，将电容C1一段接地。电容Cb因电压Vboost的作用和电容两端电压差不可突变的性质将Vboost加载到B点。

基准电压产生电路10提供一个稳定的电压Vref给NMOS管M1的栅极，使NMOS管M1管导通。静态钳位电路20提供一个初始的置位电压，上电后输出电位A被置于一个合适的初始状态。使能信号ENb接在PMOS管M2的栅极，控制PMOS管M2的开关，控制电路输出的开关。在使能信号ENb的触发下，预充控制信号产生电路30产生一个脉冲信号PC来打开预充控制管M3，(信号PC脉冲信号的反信号PCb控制NMOS管M4，作用是对电容接地放电)所以预充控制管M3将电压Vboost加到电容Cb的下端。由于电容具有两端电压差不突变的特性，可将上级板的电压抬升了Vboost并加到B点，即VB＝Vref+Vboost，此预充期间使得NMOS管M1的栅源电压Vgs增加了Vboost，增强了M1的电流输出能力，使M1在此期间对A点进行大电流预充，加速A点电压接近预定的电压值；脉冲结束后M3关断，从电源VDD经PMOS管M2、NMOS管M1流通的较小静态电流对A继续较缓慢充电，直到达到预定的电压。足够容量的电容Cb、适当的Vboost值和适当的脉冲信号PC脉宽能限制A点预充到的电压值不超过所预定的电压上限。

下面结合图3所示的各主要信号示意图，对快速限幅预充过程进行描述。电路上电后静态钳位电路工作，A点电压为初始静态钳位电压V1；t1时刻脉冲信号PC在高电平期间开启预充控制NMOS管M3，将电压Vboost加到电容Cb的一端，电容具有两端电压差不突变性，将电压Vboost加载到B点，B点与NMOS管M1的栅极相连，M1的栅电压上升，加速A点预充，使A点电压快速达到一个接近预定电压的值V2，持续到t2时刻(图中RS段)；随后预充控制管M3关断，接地控制管M4开启，电容接地放电(图中PQ段，VB电压逐渐恢复到Vref)，从电源VDD流经PMOS管M2、NMOS管M1的一较小电流对A进行充电，继续升高A点电压最终达到预定的电压值V3(图中ST段)。

本发明提供的自举预充电的快速限幅字线偏置电路，用预充控制信号产生电路控制预充控制管M3，用电容Cb将boost电压产生电路产生的电压Vboost加载到输出NMOS管M1的栅极，可快速将负载从静态钳位电路给定的基准电压升高到预定的电压值，节省预充时间，且由于采用的限幅预充，防止快速充电时过充电情况的产生。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种自举预充电的快速限幅字线偏置电路，其特征在于，包括：

基准电压产生电路、提供初始置位电位的静态钳位电路、接收使能信号的预充控制信号产生电路、提供电压Vboost的boost电压产生电路、作为输出管的NMOS管M1、接收使能信号的使能控制PMOS管M2、预充控制NMOS管M3、接地的开关NMOS管M4，将所述电压Vboost加载到所述NMOS管M1的电容Cb及反相器I5；

所述基准电压产生电路分别与所述电容Cb和所述NMOS管M1的栅极连接；

所述预充控制信号产生电路的输出端与所述预充控制NMOS管M3的栅极连接，还通过反相器I5与所述接地的开关NMOS管M4的栅极连接；所述预充控制NMOS管M3的源极与所述boost电压产生电路连接；

所述电容Cb一端连接在所述基准电压产生电路和所述NMOS管M1的栅极之间，另一端分别与所述接地的开关NMOS管M4的漏极与所述预充控制NMOS管M3的漏极连接；

所述NMOS管M1的漏极与所述使能控制PMOS管M2的漏极连接，源极与所述静态钳位电路连接；所述NMOS管M1的漏极和所述静态钳位电路之间设置有上电后输出电位；

所述使能控制PMOS管M2的源极接电源VDD。

2.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述基准电压产生电路包括：

电流源I1和电阻R1；所述电流源I1通过所述电阻R1接地，所述NMOS管M1的栅极和所述电容Cb分别与所述电流源I1和所述电阻R1并联。

3.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述静态钳位电路包括：

二极管I6、I7；所述二极管I7阴极端接地，阳极端与所述二极管I6的阴极端连接，所述二极管I6的阳极端与所述NMOS管M1的源极连接。

4.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述预充控制信号产生电路包括：

反相器I2、I3，与非门I4，电容C1；

所述反相器I2分别与所述与非门I4的一输入端、所述反相器I3并联；所述I3分别与所述与非门I4的另一输入端、所述电容C1并联；所述电容C1接地；所述与非门I4的输出端分别与所述预充控制NMOS管M3的栅极、所述反相器I5连接。

5.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述boost电压产生电路包括：

PMOS管M5和电流源I2；

所述PMOS管M5的栅极和漏极相连；

所述PMOS管M5的栅极和漏极分别与所述电流源I2和所述预充控制NMOS管M3的源极连接；所述电流源I2接地；所述PMOS管M5的源极与电源VDD相连。

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