基于以上讨论，对初始提出的电路进行改进，改进后如图2所示。图2中将4个需要承受峰值高压的器件用高压管代替普通管，以保证电路在V2、V3的尖峰电平下正常工作。高压器件的选择视各制造工艺而定，仿真所基于的工艺提供了性能优良的高压器件，使成功提升了电路的耐压。对于不同工艺可相应从其提供的器件类型中选择器件，并配合编程电压的设置来完成耐压的增强。将N1、N2的衬底电位单独接出并加上合适的电位以减弱体效应的影响。这样做的代价是需要额外加入产生这个衬底电位的电路。根据需求不同，可以产生固定衬底电位或随源衬电压变化的跟随衬底电位。

图2 高压MOS器件构成电荷泵电路结构图

仿真结果
高压管实现的电荷泵电路基于TSMC 0.18μm工艺进行仿真验证。设置不同的衬底电位将得出不同的仿真结果。

如图3所示为衬底接地的电路仿真波形图。电源电压3.3V，时钟周期106ns，外加编程高压7.5V，电荷泵在500ns后开始工作。从仿真结果可以看出，V2和V3的峰值电压在10V左右，比稳态高出2.5V。对于正常工作在3.3V电源电压下的常压普通管而言，峰值电压必然会带来不可忽视的危害。此外可得出，电荷泵工作11个时钟周期后在1.7μs达到7.5V的稳态值。进入稳态之后，仅存在0.2V的纹波，满足稳定编程要求。

图3 衬底接地电位的仿真波形图

图4 衬底接2V电压的仿真波形图

衬底接2V电压的仿真结果如图4所示，其余信号与图3中相同。与图3相比，峰值电压相等，但电荷泵的工作时间明显缩短。数据显示，电荷泵工作9个周期后近似在1.5μs达到7.5V的稳态值。由此证明，体效应对电路影响较大，加合适的衬底电位可明显较弱其不良影响。

上一页  [1] [2]