Abstract
本篇論文將針對低電源電壓輸入的情況下,傳統升壓電路無法有效提供高輸出電壓的問題提出一種新型的升壓線路,使其輸出電壓幾乎不會受到金氧半導體元件臨界電壓的影響,而使得效能大幅提高。也因為如此,此新型升壓線路的電容值可以降低,這代表著升壓線路的尺寸可有效的降低,且擁有比傳統的升壓線路更佳的性能以及更高的效率。 對於快閃式記憶體來說,不論是通道熱載子注入(Channel Hot Electron)或 福樂-諾漢穿隧效應導致電子注入(Fowler Nordheim Tunneling Injection)都需要使用到極高的電壓。由於快閃式記憶體利用電子進行寫入或擦拭的動作必須藉由高電壓或高電場的條件之下才得以完成,因此其操作電壓並不能隨著輸入電壓的逐漸降低而下降。所以對於快閃式記憶體來說,在輸入電壓逐漸降低的情況之下,設計將輸入的低電壓轉換為可以進行寫入或擦拭的高電壓的升壓線路,變得越來越困難。透過此新型升壓線路,可以使得快閃式記憶體可以更有效率地獲得夠高的操作電壓。 在本篇論文中,我針對不同製程的考量,並利用電壓轉換電路來進行新型升壓線路的基本架構,提出了N型與P型兩種升壓線路。同時,針對早期的升壓線路中利用基極與源極(汲極)相接或基極直接接地的架構提出改善。藉由在不同操作電壓的情形下,升壓線路中的基本電晶體電壓電流特性進行探討,進而得知此低壓操作之新型升壓線路的特點、優勢與限制。 在改良式新型升壓線路與後狄克森升壓線路的比較中發現在絕大多數的情形下,改良式新型升壓線路在效能上都比狄克森升壓線路來得好。在相同電壓電流條件下,改良式升壓線路不需要太大的電容,這對降低快閃式記憶體的生產成本有不小的助益。