电子电路和半导体电路制造技术

本公开的实施例涉及电子电路和半导体电路。一种电子电路，包括：金属氧化物半导体晶体管，具有源极端子、漏极端子、栅极端子和本体端子；其中源极端子被连接以接收电源电压；以及光伏电路，具有被连接到晶体管的源极端子的第一端子以及被连接到晶体管的本体端子的第二端子，其中光伏电路转换接收到的光子以生成被施加到晶体管的本体端子的反向本体偏置电压。利用本公开的实施例，所实现的漏电流减少和功率节省将会随着光照水平变化，但是该漏电流减少和功率节省将会存在于所有光照水平下。

【技术实现步骤摘要】
电子电路和半导体电路
本技术涉及在数字电路中的晶体管的本体偏置，并且具体涉及数字电路晶体管的反向本体偏置的实现方式，其中反向本体偏置电压是使用能量收集源(诸如光伏电路)生成的。
技术介绍
在本领域中众所周知的是，将本体偏置应用于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的阱(本体)区域，以便影响晶体管沟道的特性。例如，被应用于阱的正向本体偏置(FBB)通过降低晶体管的阈值电压(Vt)来很好地影响设备的操作。由于以增加漏电流为代价地增加沟道电流，这导致更快的操作设备。相反，被应用于阱的反向本体偏置(RBB)通过增加晶体管的阈值电压(Vt)来很好地影响设备的操作。以降低速度为代价，这导致设备存在较低的漏电流。因此很清楚的是，电路设计者可以使用本体偏置选择来调制晶体管的阈值电压，从而在电路操作的功率与速度之间权衡。存在对在超低电压电平处操作的电路逐渐增加的兴趣。例如，用于数字电路的等于或小于0.5V的电压电平现在在许多应用中变得常见，诸如面向物联网(IoT)的设备。对于数字电路，以暂停操作模式(诸如睡眠或深度睡眠)操作是很常见的，并且当处于这种模式时，降低在数字电路中的晶体管的漏电流是很重要的。为了解决这个问题，电路设计者可以选择使用应用于晶体管阱(本体)的反向本体偏置(RBB)。在这些方案中，p沟道晶体管(pMOS)的本体被连接到产生电压(例如，Vdds)大于(即，更正)在晶体管电源处的电源电压(例如Vdd)的电压源，并且n沟道晶体管(nMOS)的本体被连接到产生电压(例如，Gnds)小于(即，更负)在晶体管电源处的电源电压(例如Gnd)的电压源。如在图1中所示出的，使用具有串联耦合的pMOS晶体管12和nMOS晶体管14作为数字电路装置的CMOS数字逻辑反相器门10的示例，n阱偏置生成器电路16被用于生成反向本体偏置电压Vdds以应用于pMOS晶体管12的阱，该pMOS晶体管12的源极被连接给电源电压Vdd(其中Vdds>Vdd)，并且p阱偏置生成器电路18被用于生成反向本体偏置电压Gnds以应用于nMOS晶体管14的阱，该nMOS晶体管14的源极被连接给接地电压Gnd(其中Gnds<Gnd)。n阱偏置生成器电路16通常是正电荷泵电路，并且p阱偏置生成器电路18通常是负电荷泵电路。该实现方式具有的问题是偏置生成器电路16和18的电荷泵电路会消耗来自电源电压Vdd的一定数量的功率开销。本领域需要解决现有技术的反向本体偏置方案的缺点。
技术实现思路
本公开的目的是提供电子电路和半导体电路，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。根据本公开的一方面，提供了一种电子电路，包括：金属氧化物半导体MOS晶体管，具有源极端子、漏极端子、栅极端子和本体端子；其中源极端子被连接以接收电源电压；以及光伏电路，具有被连接到MOS晶体管的源极端子的第一端子以及被连接到MOS晶体管的本体端子的第二端子，其中光伏电路转换接收到的光子以生成被施加到MOS晶体管的本体端子的反向本体偏置电压。根据一个或多个实施例，其中MOS晶体管是p沟道晶体管，电源电压是正电压Vdd，并且反向本体偏置电压是更正的电压Vdds>Vdd。根据一个或多个实施例，其中p沟道MOS晶体管是数字逻辑门的电路部件。根据一个或多个实施例，其中MOS晶体管是n沟道晶体管，电源电压是接地电压Gnd，并且反向本体偏置电压是更负的电压Gnds<Gnd。根据一个或多个实施例，其中n沟道MOS晶体管是数字逻辑门的电路部件。根据一个或多个实施例，其中光伏电路包括光伏二极管，其中第一端子是光伏二极管的阴极，并且第二端子是光伏二极管的阳极。根据一个或多个实施例，其中光伏电路包括光伏二极管，其中第一端子是光伏二极管的阳极，并且第二端子是光伏二极管的阴极。根据一个或多个实施例，其中光伏电路包括在电路网络中电连接的多个光伏二极管，其中第一端子是多个光伏二极管中至少一个光伏二极管的阴极，并且第二端子是至少一个光伏二极管的阳极。根据一个或多个实施例，其中电路网络是多个光伏二极管的并联电连接。根据一个或多个实施例，其中电路网络是多个光伏二极管的串联电连接。根据一个或多个实施例，其中光伏电路包括在电路网络中电连接的多个光伏二极管，其中第一端子是多个光伏二极管中至少一个光伏二极管的阳极，并且第二端子是至少一个光伏二极管的阴极。根据一个或多个实施例，其中电路网络是多个光伏二极管的并联电连接。根据一个或多个实施例，其中电路网络是多个光伏二极管的串联电连接。根据一个或多个实施例，电路还包括成像电路，其中成像电路包括像素的阵列，其中阵列的第一像素形成光电检测器的阵列，并且其中阵列的第二像素形成光伏电路。根据一个或多个实施例，其中第二像素被布置在环形区域中，环形区域围绕形成光电检测器的阵列的第一像素。根据一个或多个实施例，其中每个第二像素由光伏二极管形成，其中第一端子是光伏二极管的阴极，并且第二端子是光伏二极管的阳极。根据一个或多个实施例，其中每个第二像素由光伏二极管形成，其中第一端子是光伏二极管的阳极，并且第二端子是光伏二极管的阴极。根据一个或多个实施例，电路被实现为成像集成电路。根据一个或多个实施例，电路被实现为集成电路。根据本公开的另一方面，提供了一种半导体电路，包括：金属氧化物半导体MOS晶体管，具有源极端子、漏极端子、栅极端子和本体端子；其中源极端子被连接以接收电源电压；以及能量收集电路，具有被连接到MOS晶体管的源极端子的第一端子以及被连接到MOS晶体管的本体端子的第二端子，其中能量收集电路操作以从环境收集能量，以生成被施加到MOS晶体管的本体端子的反向本体偏置电压。根据一个或多个实施例，其中来自环境的能量是热能。根据一个或多个实施例，其中来自环境的能量是振动能。根据一个或多个实施例，其中来自环境的能量是光子。根据一个或多个实施例，其中MOS晶体管是p沟道晶体管，并且电源电压是正电压Vdd，并且反向本体偏置电压是更正的电压Vdds>Vdd。根据一个或多个实施例，其中p沟道MOS晶体管是数字逻辑门的电路部件。根据一个或多个实施例，其中MOS晶体管是n沟道晶体管，并且电源电压是接地电压Gnd，并且反向本体偏置电压是更负的电压Gnds<Gnd。根据一个或多个实施例，其中n沟道MOS晶体管是数字逻辑门的电路部件。根据一个或多个实施例，电路被实现为集成电路。利用本公开的实施例，所实现的漏电流减少和功率节省将会随着光照水平变化，但是该漏电流减少和功率节省将会存在于所有光照水平下。附图说明为了更好地理解实施例，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：图1是使用电荷泵电路的具有晶体管阱的反向本体偏置的数字电路的框图；图2是使用光伏电路的具有晶体管阱的反向本体偏置的数字电路的框图；图3是集成电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子电路，其特征在于，包括：/n金属氧化物半导体晶体管，具有源极端子、漏极端子、栅极端子和本体端子；/n其中所述源极端子被连接以接收电源电压；以及/n光伏电路，具有被连接到所述晶体管的所述源极端子的第一端子以及被连接到所述晶体管的所述本体端子的第二端子，其中所述光伏电路转换接收到的光子以生成被施加到所述晶体管的所述本体端子的反向本体偏置电压。/n

【技术特征摘要】
20191125 US 16/693,6721.一种电子电路，其特征在于，包括：
金属氧化物半导体晶体管，具有源极端子、漏极端子、栅极端子和本体端子；
其中所述源极端子被连接以接收电源电压；以及
光伏电路，具有被连接到所述晶体管的所述源极端子的第一端子以及被连接到所述晶体管的所述本体端子的第二端子，其中所述光伏电路转换接收到的光子以生成被施加到所述晶体管的所述本体端子的反向本体偏置电压。


2.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述晶体管是p沟道晶体管，所述电源电压是正电压Vdd，并且所述反向本体偏置电压是更正的电压Vdds>Vdd。


3.根据权利要求2所述的电子电路，其特征在于，所述p沟道晶体管是数字逻辑门的电路部件。


4.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述晶体管是n沟道晶体管，所述电源电压是接地电压Gnd，并且所述反向本体偏置电压是更负的电压Gnds<Gnd。


5.根据权利要求4所述的电子电路，其特征在于，所述n沟道晶体管是数字逻辑门的电路部件。


6.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述光伏电路包括光伏二极管，其中所述第一端子是所述光伏二极管的阴极，并且所述第二端子是所述光伏二极管的阳极。


7.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述光伏电路包括光伏二极管，其中所述第一端子是所述光伏二极管的阳极，并且所述第二端子是所述光伏二极管的阴极。


8.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述光伏电路包括在电路网络中电连接的多个光伏二极管，其中所述第一端子是所述多个光伏二极管中至少一个光伏二极管的阴极，并且所述第二端子是至少一个所述光伏二极管的阳极。


9.根据权利要求8所述的电子电路，其特征在于，所述电路网络是所述多个光伏二极管的并联电连接。


10.根据权利要求8所述的电子电路，其特征在于，所述电路网络是所述多个光伏二极管的串联电连接。


11.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述光伏电路包括在电路网络中电连接的多个光伏二极管，其中所述第一端子是所述多个光伏二极管中至少一个光伏二极管的阳极，并且所述第二端子是至少一个所述光伏二极管的阴极。


12.根据权利要求11所述的电子电路，其特征在于，所述电路网络是所述多个光伏二极管的并联电连接。


13.根据权利要求11所述的电子电路，其特征在于，所述电路网络是所述多个光伏二极管的串联电连接。


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