Flash存算阵列在工作模式下需要用到不同内部驱动电压, 因此基于当前各类Dickson型电荷泵, 设计了一种针对Flash存算阵列的可调电荷泵。采用一种新型输出级的交叉耦合设计, 解决了传统电荷泵最后一级阈值电压导致的低泵送效率的问题, 并通过辅助MOS管增强了传统电荷泵中体源二极管对反向漏电流的抑制能力。55 nm CMOS工艺下的仿真结果表明, 与改进前的电荷泵相比, 在电源电压1.8 V和300 μA的工作电流下, 中间级反向漏电流减少了17.5%, 输出级反向漏电流减少了73.1%。无反馈调节时, 主电荷泵最高输出电压为9.56 V, 电压效率达88.51%。PFM可调制模式下, 可重构电荷泵能实现输出电压切换。

针对传统四相时钟发生电路产生的时钟波形信号易发生交叠、驱动电荷泵易发生漏电等问题, 提出了一种占空比可调四相时钟发生电路。电路在每两相可能出现交叠的时钟信号之间都增加了延时单元模块, 通过控制延时时间对输出时钟信号的占空比进行调节, 避免了时钟相位的交叠。对延时单元进行了改进, 在外接偏置电压条件下, 实现了延时可控。基于55 nm CMOS工艺的仿真结果表明, 在10~50 MHz时钟输入频率范围内, 该四相时钟发生电路可以稳定输出四相不交叠时钟信号, 并能在12 V电压下驱动十级电荷泵高效泵入112 V。流片测试结果表明, 该四相时钟发生电路能够产生不相交叠的四相时钟波形, 时钟输出相位满足电荷泵驱动需求。

在非易失性存算芯片(CIM)中, 大规模阵列的栅极等效电容以及远距离传输导线的等效电容严重限制了字线驱动电路(WLDC)的切换速度。非易失性存算器件工作所需的多电压域的压差已远超字线驱动电路中单管耐压范围。文章提出了一种面向存算的高速字线驱动电路, 结合阵列的工作原理, 采取多级预处理电压控制方法, 将多电压域多种高压进行可选择的分级传输, 大幅降低了传播延时。采用箝位分压结构, 降低字线驱动电路中单器件端口压降, 解决了字线驱动电路的耐压与高压切换问题。仿真结果表明, 该电路可将频率为100 MHz的1.2 V低压域输入信号转化为高压域输出电压, 单条高速字线驱动电路的输出电压范围可达-10 V至10 V, 本征延时为1.4 ns; 负载为5 pF时, 传输延时为8.9 ns。