低功率芯片制造技术

本公开的实施例涉及低功率芯片。一种功能电路，包括至少一个绝缘体上硅(SOI)晶体管和至少一个输出端子。偏置电路控制向功能电路供应的工作电压。偏置电路通过控制所供应的反向本体偏置电压以反向本体偏置至少一个SOI晶体管来禁用至少一个输出端子。

【技术实现步骤摘要】
低功率芯片本申请是申请日为2014年11月28日、申请号为201410709649.0、专利技术名称为“低功率芯片”的中国专利技术专利的分案申请。
本申请涉及集成电路的功耗，尤其涉及但不仅限于关闭集成电路的晶体管。
技术介绍
使用集成电路的应用或设备通常提供低功率或者待机工作模式，在该工作模式下节省电量使用。集成电路设计者也在努力提供功率高效的集成电路。为了提供这样的功率节省，可以关闭当前没有使用的集成电路的一部分。为了实现这种关闭电路的一部分的方法，创建了功率岛。功率岛是电路的一部分，可以通过移除去往该部分的电力而关闭功率岛。通常，功率岛包括执行集成电路的特定功能或者与集成电路的特定功能相关联的电路。功率岛的电路被用于移除电力的开关所包围，也被用于钳住(clamp)由功率岛输出所馈送的单元的浮空输入(因而防止漏电和不受控制的逻辑值)的隔离单元所包围。电路的大小或者覆盖面积在集成电路的一些应用中是很重要的考虑因素。在具有省电能力的集成电路中，这些开关和隔离单元对集成电路的总覆盖面积有很大贡献。
技术实现思路
一种装置，包括：功能电路，该功能电路包括一个或者多个绝缘体上硅(SOI)晶体管和一个或者多个输出端子；以及偏置电路，该偏置电路被配置为控制向功能电路供应的工作电压。偏置电路可以被配置为通过控制所提供的反向本体偏置电压以反向本体偏置一个或者多个晶体管来禁用一个或多个输出端子。绝缘体上硅晶体管可以是完全耗尽型绝缘体上硅晶体管。该装置被配置为响应于功能电路将被断电的指示而禁用输出端子。输出端子可以通过偏置电路应用反向本体偏置电压来被固定或者启用。偏置电路可以被配置为将工作电压和反向本体偏置电压与功能电路耦合。偏置电路可以包括第一多路复用器，该第一多路复用器被配置为将工作电压和反向本体偏置电压与功能电路耦合。偏置电路可进一步包括第二多路复用器，该第二多路复用器被配置为将工作接地和反向本体偏置源接地与功能电路耦合。第一和第二多路复用器可以是模拟多路复用器。在被反向本体偏置时的晶体管的本体泄漏电流与功能电路的功率损耗相比可以忽略不计。另一方面针对一种集成电路，该集成电路包括上文描述的多个装置，用于为该多个装置生成工作电压的第一电压发生器，以及用于生成反向本体偏置电压以反向本体偏置该多个装置的绝缘体上硅晶体管的第二电压发生器。另一方面针对一种方法，该方法包括通过以下来控制向包含一个或者多个绝缘体上硅晶体管和一个或者多个输出端子的功能电路提供的工作电压：通过控制所供应的反向本体偏置电压以反向本体偏置一个或者多个晶体管来禁用一个或者多个输出端子。绝缘体上硅晶体管可以是完全耗尽型绝缘体上硅晶体管。该方法可以进一步包括响应于功能电路将被断电的指示而禁用输出端子。该方法可以进一步包括将工作电压源和反向本体偏置电压源与所述功能电路耦合。方法可以进一步包括由第一电压发生器生成工作电压，并且由第二电压发生器生成反向本体偏置电压。另一方面针对一种设备，该设备包括至少一个如上文所述的集成电路。该设备可以是形成部分家庭娱乐系统的片上系统。家庭娱乐系统可以是机顶盒。附图说明现在参考下面的附图描述实施例，在附图中：图1示出了根据本专利技术的包括功率岛的集成电路的示例。图2是示出根据本专利技术的功率岛的布局的示意图。图3示出了根据本专利技术的包括功能电路的集成电路。图4是示出根据本专利技术的完全耗尽型绝缘体上硅晶体管的结构的示意图。图5是根据本专利技术被应用于晶体管的本体偏置电压和对应的泄漏电流的图表。图6是示出根据本专利技术的功能电路的布局的示意图。具体实施方式图1示出了一种实现在集成电路芯片上的功率岛的方法。图1示出了具有第一功率岛110和第二功率岛120的集成电路裸片100。每个功率岛110，120可以包括电路110a和120a，所述电路可以执行集成电路裸片上的一个或者多个功能。电路110a和120a被功率开关单元110b和120b包围，开关单元可以将电路110a和120a与电源断开。裸片上功率开关110b和120b可以被设置为将电路110a和120a的所有电力或者电压连接断开，以减少集成电路的功耗。这可以是，例如，当集成电路被置于低功率模式和/或当电路110a和/或110b当前不活跃时。功率开关110b和120b被设置为防止电路110b和120b中的泄漏电流。除了功率开关110b和120b之外，功率岛110和120还可以包括隔离单元110c和120c。这些隔离单元110c和120c可以防止电路110a和120a浮空。图2示出了功率岛110a和120a的示意图。图2示出电路110a包括功能数字单元。功能数字单元110a经由功率开关110b耦合到功率输入Vdd。电路110a包括多组功能数字单元，其中每组可以由至少一个晶体管组成。每组还可以经由一个或者多个功率开关110b耦合到功率输入201。每组也可以耦合到电源接地204。功能数字单元可以耦合到输入信号205并且提供输出信号206。在这一示例中，只描绘了来自和去往需要隔离的其他电路的其他单元的输入和输出。输入和输出可以去往或者来自可被关闭的其他功率岛。隔离单元可以被设置在与其他电路耦合的输入和/或输出上，其中当电路110处于关闭或者不活跃状态时其他电路可处于开启或者活跃状态。这可以是因为将电路110a关断(即与电源电压去耦合)可能导致输入和/或输出端子浮空。这些浮空的端子可能导致其他电路工作出错。隔离单元110c被设置在去往其他电路的其他单元的输出信号206上，该其他电路在一些情况下当功率岛110a关闭时处于开启状态。功率开关110b可以耦合到断电控制信号202。信号202可以根据电路110a的功率模式和/或电路是否活跃来开启和关闭开关110b。隔离单元110c可以连接到隔离信号203，该信号控制隔离单元的操作以当电路110a断电时隔离输出206。从图1和2可以看出，使用这种功率开关和隔离单元实现功率岛可能增加电路110a和120a所需的面积，该功率开关将功能数字单元与电源断开，该隔离单元用于隔离不然可能是浮空的输入。本申请的实施例提供用于提供功率岛的方法或者电路，同时考虑到现代集成电路设计的面积限制。在一些实施例中，形成功率岛的电路的功能数字单元可以由具有绝缘的漏极-本体结的晶体管，比如FD-SOI晶体管来实现。断电或者关闭功率岛可以通过将这些晶体管置于反向本体偏置来实现。例如，将这些FD-SOI晶体管置于反向本体偏置关闭FD-SOI，同时降低泄漏电流。此泄漏电流可能导致电路在不活跃或者关闭时的功率损耗。关闭电路或者将其处于不活跃的优点是降低功耗。只需实现跨所有功能数字线路提供反向本体偏置电压的电路，而不是必须为每组功能数字电路提供功率开关。此外，由于绝缘漏极-本体结晶体管为反向本体偏置，功率岛的输出不会浮空。这是由于应用于电路的反向本体偏置电压所致。在一些实施例中，不需要隔离单元将输入和/或输出与关闭的电路隔离。提供反向本体偏置的电路可以被实现为低电流模拟多路复用器。在一个示例中，绝缘的漏极-本体结晶体管是完全耗尽型(FD)绝缘体上硅(SOI)晶体管。下面的示例参考这些FD-SOI晶体管进行描述。然而需要说明的是，也可以使用其他晶体管。特别是，可以使用具有在反向本体偏置中泄漏电流可以忽略的绝缘漏极-本体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，包括：多个功率岛，每个功率岛包括：多个功能电路，每个功能电路包括至少一个绝缘体上硅SOI晶体管、至少一个输入端子和至少一个输出端子，以及偏置电路，被配置为控制向所述多个功能电路供应的工作电压，并且通过控制所供应的反向本体偏置电压以反向本体偏置所述SOI晶体管来禁用所述输出端子；所述功能电路中的至少一个功能电路被配置为使得所述至少一个输入端子耦合到来自另一功能电路的所述至少一个输出端子，在所述功能电路中的所述至少一个功能电路被关闭时所述另一功能电路被开启；以及所述功能电路中的所述至少一个功能电路被配置为使得所述至少一个输出端子被耦合到不同的功能电路的所述至少一个输入端子，在所述功能电路中的所述至少一个功能电路被关闭时所述不同的功能电路也被开启。

【技术特征摘要】
2013.11.29 GB 1321098.41.一种集成电路，包括：多个功率岛，每个功率岛包括：多个功能电路，每个功能电路包括至少一个绝缘体上硅SOI晶体管、至少一个输入端子和至少一个输出端子，以及偏置电路，被配置为控制向所述多个功能电路供应的工作电压，并且通过控制所供应的反向本体偏置电压以反向本体偏置所述SOI晶体管来禁用所述输出端子；所述功能电路中的至少一个功能电路被配置为使得所述至少一个输入端子耦合到来自另一功能电路的所述至少一个输出端子，在所述功能电路中的所述至少一个功能电路被关闭时所述另一功能电路被开启；以及所述功能电路中的所述至少一个功能电路被配置为使得所述至少一个输出端子被耦合到不同的功能电路的所述至少一个输入端子，在所述功能电路中的所述至少一个功能电路被关闭时所述不同的功能电路也被开启。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中每个SOI晶体管包括完全耗尽型SOI晶体管。3.根据权利要求1所述的集成电路，其中每个偏置电路被配置为响应于所述多个功能电路将被断电的指示而禁用所述输出端子。4.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述输出端子通过所述偏置电路应用所述反向本体偏置电压而被启用。5.根据权利要求1所述的集成电路，其中每个偏置电路被配置为将所述工作电压和所述反向本体偏置电压与所述多个功能电路耦合。6.根据权利要求5所述的集成电路，其中每个偏置电路包括第一多路复用器，所述第一多路复用器被配置为将工作源电压和反向本体偏置源电压与所述多个功能电路耦合。7.根据权利要求6所述的集成电路，其中每个偏置电路进一步包括第二多路复用器，所述第二多路复用器被配置为将工作接地和反向本体偏置源接地与所述多个功能电路耦合。8.根据权利要求1所述的集成电路，其中在被反向本体偏置时，每个晶体管的本体泄漏电流与所述多个功能电路的功率损耗相比能够忽略。9.一种集成电路，包括：多个功率岛，每个功率岛包括：多个功能电路，每个功能电路包括至少一个绝缘体上硅SOI晶体管、至少一个输入端子和至少一个输出端子；以及偏置电路，耦合到所述多个功能电路并且被配置为控制向所述多个功能电路供应的工作电压，并且通过控制所供应的反向本体偏置电压以反向本体偏置所述SOI晶体管来禁用所述输出端子；第一电压发生器，用于为所述多个功率岛生成所述工作电压；以及第二电压发生器，用于为所述多个功率岛生成所述反向本体偏置电压；所述功能电路中的至少一个功能电路被配置为使得所述至少一个输入端子耦合到来自另一功能电路的所述至少一个输出端子，在所述功能电路中的所述至少一个功能电路被关闭时所述另一功能电路被开启；以及所述功能电路中的所述至少一个功...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·贝利，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB