減少漏電流的方法
2023-11-11 14:21:47
專利名稱：減少漏電流的方法
技術領域：
0001本發明涉及電子電路，特別是涉及一種減少漏電流的方法。
背景技術：
0002在現有的用於在系統進入休眠/數據保持模式時降低電路系統功率的方法中，主電源VDD從1.3V(在活動模式下)變為接近0V，維持電源VRET維持在例如1.3V不變，一個維持信號RET從0V變為VRET(1.3V)的電平，且系統的某些內部節點升高到一個參考電壓VBB的電平(例如0.6V)。
0003對於在系統進入休眠/數據保持模式時，其數據需要保留的電路而言，關斷P溝道(PCH)器件的典型方式如下Vdrain＝VBB(例如0V--＞0.6V)Vgate＝RET(例如0V--＞1.3V)Vsource＝VDD(例如1.3V--＞0V)Vbulk＝VRET(例如1.3V)0004示於圖1的字線電路證明了這一點。該電路以一個P溝道器件20作為頭。該電路還包括P溝道器件22、N溝道器件24，以及N溝道器件26。當這個電路進入到休眠/數據保持模式時，源極電壓Vsource從有功電平電源電平VDD(例如，1.3V)變到0V；漏極電壓Vdrain變為參考電壓VBB(例如0.6V)；柵極電壓Vgate變為維持信號RET，其從0V變為維持電源VRET(例如，1.3V)；背柵極Vbulk變為維持電源VRET。
0005現有技術解決方案的問題在於柵極(1.3V)與源極(0V)/漏極(0.6V)之間存在很大的電壓差，這會引起很大的柵極隧道漏電流，由於深的背柵極偏壓抑制了閾下漏電流，因此該隧道漏電流在室溫下主導了P溝道器件漏電流。這導致了很高的待機功耗。
發明內容
0006一種降低用於數據保持模式的電路的功率方法，其包括將電源電壓節點從有功功率電壓電平變為無功功率電平；將P溝道器件的源極耦合到電源電壓節點；將維持電源電壓電平提供給P溝道器件的背柵極；將P溝道器件的漏極電壓變為參考電壓電平，其中所述參考電壓電平不同於所述維持電源電壓電平；以及將P溝道器件的柵極電壓變為參考電壓電平。
0007附圖中的圖1是一個以P溝道器件作為頭的字線電路的示意圖。
具體實施例方式
0008該問題的解決方案的優選實施例是當系統進入休眠/數據保持模式時，將P溝道器件20的柵極提升到參考電壓VBB(例如，0.6V)，而不是維持信號RET(例如，1.3V)，如下所示Vdrain＝VBB(0V--＞0.6V)Vgate＝VBB(0V--＞0.6V)Vsource＝VDD(1.3V--＞0V)Vbulk＝VRET(1.3V)0009由於柵極(0.6V)與源極(0V)/漏極(0.6V)之間的電壓差大大降低，因此柵極隧道漏電流和待機功耗也大大降低。實際上，來自參考電壓節點VBB的漏電流並不會造成任何的功耗，這是因為該漏電流是由來自系統其它部分(例如，保持SRAM陣列)的漏電流提供的。
0010可用一種類似的方法關斷N溝道器件，如果當系統進入休眠/數據保持模式時，例如將源極從0V升高到1.3V(維持電壓)，將漏極從0V升高到0.6V(參考電壓VBB)，並將體電壓保持在0V。在這種情況下，可將柵極升高至參考電壓VBB，而不是保持為0V。
0011優選實施例電路的一個優點在於其減少了大量的柵極漏電流，這有助於在電路處於節能模式時滿足漏電流預算要求。另一個優點在於來自參考電壓源極VBB的漏電流不會造成任何的功耗，這是因為該漏電流是由來自系統其它部分(例如，保持SRAM陣列)的漏電流提供的。
0012所公開的發明提供了一種降低用於數據保持模式的電路的功率的方法。在一種優選方法中，其步驟包括將電源電壓節點從有功功率電壓電平變為無功功率電平；將P溝道器件的源極耦合到電源電壓節點；將維持電源電壓電平提供給P溝道器件的背柵極；將P溝道器件的漏極電壓變為參考電壓電平，其中所述參考電壓電平不同於所述維持電源電壓電平；以及將P溝道器件的柵極電壓變為參考電壓電平。在一種優選實施方式中，所述參考電壓電平小於所述維持電源電壓電平，或者甚至小於所述維持電源電壓電平的一半。P溝道器件可以是字線電路。
0013所述方法可進一步包括以下步驟將第二P溝道器件與所述第一P溝道器件串聯耦合；將第一N溝道器件與所述第二P溝道器件串聯耦合；以及將第二N溝道器件與所述第一N溝道器件串聯耦合。所述方法還可包括以下步驟提供所述維持電源電壓電平給所述第二N溝道器件的源極；將所述N溝道器件的漏極變為所述參考電壓電平；以及將所述N溝道器件的柵極電壓變為所述參考電壓電平。
0014在一個實施例中，所述維持電源電壓電平與有功功率電壓電平相同。在一個實施例中，所述有功功率電壓電平是1.3V，而所述無功功率電平是0V，所述參考電壓電平是0.6V，所述維持電源電壓電平是1.3V。
權利要求
1.一種降低用於數據保持模式的電路的功率的方法，其包括將電源電壓節點從有功功率電壓電平變為無功功率電平；將P溝道器件的源極耦合到所述電源電壓節點；將維持電源電壓電平提供給所述P溝道器件的背柵極；將所述P溝道器件的漏極電壓變為參考電壓電平，其中所述參考電壓電平不同於所述維持電源電壓電平；以及將所述P溝道器件的柵極電壓變為所述參考電壓電平。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述參考電壓電平小於所述維持電源電壓電平。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述參考電壓電平小於所述維持電源電壓電平的一半。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述P溝道器件是字線電路。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，進一步包括將第二P溝道器件與所述第一P溝道器件串聯耦合；將第一N溝道器件與所述第二P溝道器件串聯耦合；以及將第二N溝道器件與所述第一N溝道器件串聯耦合。
6.根據權利要求5所述的方法，進一步包括提供所述維持電源電壓電平給所述第二N溝道器件的源極；將所述N溝道器件的漏極變為所述參考電壓電平；以及將所述N溝道器件的柵極電壓變為所述參考電壓電平。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述維持電源電壓電平與所述有功電壓電平相同。
8.根據權利要求1或7所述的方法，其中所述有功功率電壓電平是1.3V，所述無功功率電平是0V，所述參考電壓電平是0.6V，所述維持電源電壓電平是1.3V。
全文摘要
一種降低用於數據保持模式的電路的功率的方法，其包括將電源電壓節點從有功功率電壓電平變為無功功率電平；將P溝道器件的源極耦合到電源電壓節點；將維持電源電壓電平提供給P溝道器件的背柵極；將P溝道器件的漏極電壓變為參考電壓電平，其中所述參考電壓電平不同於所述維持電源電壓電平；以及將P溝道器件的柵極電壓變為參考電壓電平。
文檔編號H03K19/003GK1947338SQ200580012307
公開日2007年4月11日 申請日期2005年3月23日 優先權日2004年3月23日
發明者H·梅爾, L·A·黨, 鄧小衛, G·B·嘉米森, T·M·陳, 楊士洪, D·B·斯科特 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司