节约电荷的功率门控装置和方法制造方法及图纸

一种功率门电路，包括功率门晶体管，其可操作地切换以在空闲模式期间从第二供电电压解耦合第一供电电压以及在完全操作模式期间将第一供电电压耦合到第二供电电压。当接通功率门晶体管时，否则被泄放到地的储存在功率门控晶体管的栅极端子的部分电荷将被传送到逻辑块的第二供电电压的干线。如果逻辑块转到空闲模式，第二供电电压的干线上的部分电荷被用来充电功率门晶体管的栅极端子，以去激活功率门晶体管。由于电荷的再循环以及即使在空闲模式的持续时间可能很短的情况下也能使用功率门电路的能力，以两种方式节约能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】节约电荷的功率门控装置和方法
本公开大体涉及电子电路。更特别地是不排他地，本公开涉及一种功率门控电路。
技术介绍
功率门控技术通常包括当某一或某些电子部件不在使用中，例如处于睡眠模式或待机模式或否则空闲模式中时，切断或降低提供给这样的电子电路部件的电压。一些功率门控技术在主电力网络(例如Vcc供电电压)与具有该电子部件的逻辑块或其他负载的电力网络(VccG或门控的Vcc供电电压)之间提供晶体管。该晶体管用作功率门晶体管，从而使得功率门晶体管作为开关操作，该开关在完全/正常操作模式期间将Vcc供电电压耦合到VccG供电电压，从而提供Vcc电压电平到逻辑块，并且该晶体管在空闲模式期间从VccG供电电压解耦合Vcc供电电压，从而降低功率消耗或漏电流消耗。然而，功率门晶体管经常尺寸较大，因此将功率门晶体管切换为关断(以从VccG供电电压解耦合Vcc供电电压)和接通(以将Vcc供电电压耦合到VccG供电电压)本身消耗能量。因此，如果空闲模式的持续时间短，并且功率门晶体管被关断一短时间段(在空闲模式期间)然后又接通，则用于关断和接通功率门晶体管所消耗的能量可能比漏电流节省的能量更大。为了降低能量消耗，一些传统的功率门控技术克制在短空闲时期使用功率门晶体管。因此，将功率门晶体管切换为关断和导通可能降低其效率和限制其使用。附图说明参考下面附图描述非限制的和非穷举的实施例，其中除非特别指定的之外，在各视图中的相同附图标记指代相同部分。图1示出了根据一个实施例的具有功率门晶体管的功率门电路。图2示出了根据一个实施例的与功率门晶体管的第一状态相关联的信号图。图3示出了根据一个实施例的与功率门晶体管的第二状态相关联的信号图。图4为示出了适于实施各实施例的公开的功率门电路/方法的示例的计算机系统的方框图。具体实施方式本文描述了一种提供功率门控能力的方法和装置的实施例。在下面的描述中，给出了许多具体的细节以提供对实施例的充分理解。这些实施例可以不具有一个或多个这些具体细节的情况下被实施，或者与其他方法、部件、材料等一起实施。在其他例子中，公知的结构、材料或操作未被示出或详细描述，以避免使实施例的方面不清楚。本说明书通篇对“一个实施例”或“一实施例”的提及意味着联系实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇不同位置中出现用语“在一个实施例中”或“在一实施例中”并不必然总是指代同一实施例。此外，可在一个或多个实施例中以任意适合的方式组合特定的特征、结构或特性。一个实施例提供了一种包括功率门控晶体管的功率门电路，该功率门控晶体管可用于切换以在空闲模式期间从第二供电电压解耦合第一供电电压，以及在完全操作模式期间将第一供电电压耦合到第二供电电压。储存在功率门晶体管的栅极端子处的部分电荷被路由到逻辑块的第二供电电压的干线(rail)，该部分电荷否则在接通功率门控晶体管时已被卸放到地。当关断功率门晶体管时，如果逻辑块转到空闲模式，则第二供电电压的干线上的部分电荷被用来给功率门晶体管的栅极端子充电，以去激活功率门晶体管。由于电荷的再循环，其使得即使在空闲模式的持续时间可能很短的情况下也能使用功率门电路，所以以两种方式节约能量。一个实施例提供了一种装置，该装置包括：功率门晶体管，其被配置为转变到第一状态以从第二供电电压解耦合第一供电电压，以及被配置为转变到第二状态以将第一供电电压耦合到第二供电电压；以及开关，其耦合到功率门晶体管的控制端子和第二供电电压；其中对于第一状态，开关响应于一信号而闭合，然后响应于该信号而断开；以及其中对于第二状态，开关响应于该信号而闭合，然后响应于该信号而断开。根据该装置的一个实施例，对于第一状态，开关响应于该信号而闭合以使电荷能够从第二供电电压流向功率门晶体管的控制端子；并且对于第二状态，开关响应于该信号而闭合以使电荷能够从功率门晶体管的控制端子流向第二供电电压。根据该装置的一个实施例，功率门晶体管包括P型晶体管。根据该装置的一个实施例，功率门晶体管具有耦合到第一供电电压的第一端子，耦合到第二供电电压的第二端子，以及作为控制端子的第三端子。根据一个实施例，该装置进一步包括：第一晶体管，其具有耦合到第一供电电压的第一端子，耦合到功率门晶体管的第三端子的第二端子，以及耦合以接收第一信号的第三端子；以及第二晶体管，其具有耦合到第一晶体管的第二端子和功率门晶体管的第三端子的第一端子，耦合到地的第二端子，以及耦合以接收第二信号的第三端子。根据该装置的一个实施例，开关所响应于的信号为第三信号；其中对于在第一时间下的第一状态，第二信号从第一电平转变到第二电平以去激活第二晶体管，并且第三信号从第二电平转变到第一电平以闭合开关；其中对于在第一时间之后的第二时间下的第一状态，第三信号从第一电平转变到第二电平以断开开关，并且第一信号从第一电平转变到第二电平以激活第一晶体管和保持功率门晶体管去激活，从而维持第一供电电压从第二供电电压解耦合；其中对于在第三时间下的第二状态，第一信号从第二电平转变到第一电平以去激活第一晶体管，并且第三信号从第二电平转变到第一电平以闭合开关；以及其中对于在第三时间之后的第四时间下的第二状态，第三信号从第一电平转变到第二电平以断开开关，并且第二信号从第二电平转变到第一电平以激活第二晶体管和保持功率门晶体管被激活，从而维持第一供电电压耦合到第二供电电压。根据该装置的一个实施例，第一、第二和第三信号包括电压信号，并且第一电平是相对于第二电平较高的电压电平。根据该装置的一个实施例，第一晶体管包括P型晶体管，并且第二晶体管包括N型晶体管。另一实施例提供一种方法，包括：将功率门电路的功率门晶体管转变到第一状态以从第二供电电压解耦合第一供电电压；将功率门晶体管转变到第二状态以将第一供电电压耦合到第二供电电压；以及操作耦合在功率门晶体管的控制端子和第二供电电压之间的开关；其中对于第一状态和第二状态，操作包括该开关响应于一信号而闭合以使电荷能够在第二供电电压和功率门控晶体管的控制端子之间流动，然后响应于该信号而断开。根据该方法的一个实施例，对于第一状态，操作包括开关响应于该信号而闭合，以使电荷能够从第二供电电压流向功率门晶体管的控制端子；并且对于第二状态，操作包括开关响应于该信号而闭合，以使电荷能够从功率门晶体管的控制端子流向第二供电电压。根据该方法的一个实施例，将功率门晶体管转变到第一状态包括去激活一个P型晶体管以在第一供电电压和第二供电电压之间作为开路操作，并且将功率门晶体管转变到第二状态包括激活该P型晶体管以在第一供电电压和第二供电电压之间作为短路操作。根据该方法的一个实施例，功率门控电路包括由第一信号控制的第一晶体管和由第二信号控制的第二晶体管，并且开关所响应于的信号为第三信号，并且该方法进一步包括：对于在第一时间下的第一状态，第二信号从第一电平转变到第二电平以去激活第二晶体管，并且第三信号从第二电平转变到第一电平以闭合开关；对于在第一时间之后的第二时间下的第一状态，第三信号从第一电平转变到第二电平以断开开关，并且第一信号从第一电平转变到第二电平以激活第一晶体管和保持功率门控晶体管去激活，从而维持第一供电电压从第二供电电压解耦合；对于在第三时间下的第二状态，第一信号从第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：功率门晶体管，其被配置为转变到第一状态以将第一供电电压与第二供电电压解耦合，以及被配置为转变到第二状态以将所述第一供电电压耦合到所述第二供电电压；以及开关，其耦合到所述功率门晶体管的控制端子和所述第二供电电压；其中，对于所述第一状态，所述开关响应于信号而闭合，并且然后响应于所述信号而断开；并且其中，对于所述第二状态，所述开关响应于所述信号而闭合，以使电荷能够从所述功率门晶体管的所述控制端子流向所述第二供电电压，并且然后响应于所述信号而断开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对电子电路进行功率门控的装置，包括：功率门晶体管，其被配置为转变到第一状态以将第一供电电压与第二供电电压解耦合，以及被配置为转变到第二状态以将所述第一供电电压耦合到所述第二供电电压，其中所述功率门晶体管包括控制端子、耦合到所述第一供电电压的第一端子以及耦合到所述第二供电电压的第二端子；以及开关，其耦合在所述功率门晶体管的控制端子和所述第二供电电压之间；其中，为了将所述功率门晶体管从所述第二状态转变到所述第一状态，所述开关响应于信号而闭合以将所述功率门晶体管转变到所述第一状态，并且然后响应于所述信号而在所述功率门晶体管保持在所述第一状态的同时断开，其中，所述信号由用以控制所述开关的断开/闭合状态的持续期间的控制电路产生；并且其中，为了将所述功率门晶体管从所述第一状态转变到所述第二状态，所述开关响应于所述信号而闭合，以使电荷能够从所述功率门晶体管的所述控制端子流向所述第二供电电压，从而将所述功率门晶体管转变到所述第二状态，并且然后响应于所述信号而在所述功率门晶体管保持在所述第二状态的同时断开。2.如权利要求1所述的装置，其中，对于所述第一状态，所述开关响应于所述信号而闭合以使电荷能够从所述第二供电电压流向所述功率门晶体管的所述控制端子。3.如权利要求1所述的装置，其中,所述功率门晶体管包括P型晶体管。4.如权利要求1所述的装置，进一步包括：第一晶体管，其具有耦合到所述第一供电电压的第一端子、耦合到所述功率门晶体管的所述控制端子的第二端子、以及被耦合以接收第一信号的第三端子；以及第二晶体管，其具有耦合到所述第一晶体管的所述第二端子和所述功率门晶体管的所述控制端子的第一端子、耦合到地的第二端子、以及被耦合以接收第二信号的第三端子。5.如权利要求4所述的装置，其中，所述开关所响应于的所述信号为第三信号；其中，对于在第一时间的所述第一状态，所述第二信号从第一电平转变到第二电平以去激活所述第二晶体管，并且所述第三信号从所述第二电平转变到所述第一电平以闭合所述开关；其中，对于在所述第一时间之后的第二时间的所述第一状态，所述第三信号从所述第一电平转变到所述第二电平以断开所述开关，并且所述第一信号从所述第一电平转变到所述第二电平以激活所述第一晶体管和保持所述功率门晶体管被去激活，从而维持所述第一供电电压与所述第二供电电压解耦合；其中，对于在第三时间的所述第二状态，所述第一信号从所述第二电平转变到所述第一电平以去激活所述第一晶体管，并且所述第三信号从所述第二电平转变到所述第一电平以闭合所述开关；并且其中，对于在所述第三时间之后的第四时间的所述第二状态，所述第三信号从所述第一电平转变到所述第二电平以断开所述开关，并且所述第二信号从所述第二电平转变到所述第一电平以激活所述第二晶体管和保持所述功率门晶体管被激活，从而维持所述第一供电电压耦合到所述第二供电电压。6.如权利要求5所述的装置，其中，所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号包括电压信号，并且其中，所述第一电平相对于所述第二电平是较高的电压电平。7.如权利要求4到6中的任一项所述的装置，其中，所述第一晶体管包括P型晶体管，并且其中，所述第二晶体管包括N型晶体管。8.一种用于对电子电路进行功率门控的方法，包括：使功率门电路的功率门晶体管转变到第一状态以将第一供电电压与第二供电电压解耦合；使所述功率门晶体管转变到第二状态以将所述第一供电电压耦合到所述第二供电电压；以及操作在所述功率门晶体管的控制端子与所述第二供电电压之间耦合的开关；其中，为了将所述功率门晶体管转变到所述第一状态，所述操作包括：所述开关响应于信号而闭合以使电荷能够从所述第二供电电压流向所述功率门晶体管的所述控制端子，从而将所述功率门晶体管转变到所述第一状态，并且然后响应于所述信号而在所述功率门...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·罗特姆，N·翁格尔，M·泽利克索恩，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US