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非易失性存储器,可以在外部电源停止持续供电的条件下将数据进行长时间的储存,因此大量应用于无源射频识别(Radio Frequency Identification RFID)电子标签芯片、便携式电子产品、智能家居等领域。由于存储器的高压擦写的特性,设计一个高效率的升压电路就变得尤为关键。本文主要是对应用于RFID电子标签芯片中的基于标准CMOS工艺的单栅非易失存储器高压产生电路的设计研究。本文对基本电荷泵的工作原理作了理论上的分析,介绍了电荷泵的主要性能参数,并找出影响电荷泵关键性能的因素,为优化电荷泵结构提供方向。论文结合四相时钟电荷泵的电路特点以及影响其性能的主要因素,提出了带有输出级的四相时钟电荷泵。改进后的四相时钟电荷泵电路新增动态阱偏置以及限压保护机制,消除了衬偏效应,并通过新型电平转换电路控制的输出级,在需要为非易失存储器提供擦写高压时完全打开,消除了阈值电压损失。应用SMIC 0.13μm工艺,在电源电压为1.8V,负载电流为100nA的情况下,十二级改进后的四相时钟电荷泵级联,可输出的最大电压为18.3V,输出效率达69%。在输出8.3V电压时,电荷泵的可提供的最大负载电流达450nA,改进后的电荷泵有更好的带负载能力。同时,本文提出一种新型交叉耦合电荷泵电路,改进后的交叉耦合电荷泵电路采用衬底跨级连接的方式,实现对偏置电压的调整,有效的抑制了MOSFET中源与衬底之间的漏电流,减小了体效应对阈值电压的影响。应用SMIC 0.13μm工艺,在电源电压为1.8V时,最大转换效率达83%。针对非易失性存储器的电压需求,设计了符合要求供其擦写的升压系统,对高压产生系统配合电荷泵的组成子电路的功能以及连接反馈关系进行概述,并对每个子电路进行设计分析,包括时钟产生电路、分压电路、比较器、泄流电路,并对整体进行仿真分析,验证其升压实现功能的正确性。并在SMIC 0.13μm工艺下对整个高压升压系统进行仿真验证。高压输出为11.67V,中压输出为6.58V,满足存储器擦写需求。