CN106200852A - 唤醒开关电路及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种唤醒开关电路及终端，唤醒开关电路包括第一开关电路和第二开关电路，第一开关电路的控制端用于接收第一控制信号，第一开关电路的输入端连接功能电路的接地端，第一开关电路的输出端接地。第二开关电路的第一控制端用于接收第二控制信号，第二开关电路的第二控制端用于接收控制电压，第二开关电路的输入端连接功能电路的接地端，第二开关电路的输出端接地。当需要唤醒功能电路时，第一控制信号和第二控制信号均为第二类型电平且控制电压为零，第一开关电路和第二开关电路均导通，功能电路的接地端仅需从钳位时的电压开始放电，大大缩短放电时间，减少了功能电路所需唤醒时间。

Description

唤醒开关电路及终端
技术领域
本发明涉及开关电路技术领域，特别是涉及一种唤醒开关电路及终端。
背景技术
随着科技的发展，大规模集成电路中有很多低功耗要求，在消费电子领域尤其为甚。为了降低漏电，电路中需要使用很多开关电路。
传统的开关电路核心为一个N沟道MOS管，源极接地，栅极接控制信号，漏极连接到功能电路的接地端。当功能电路处于正常工作的模式时，开关电路切换到导通模式：控制信号为1，MOS管导通，功能电路的接地端被拉到近地VSS的电压。当功能电路处于睡眠节电的模式时，开关电路切换到关闭模式：控制信号为0，MOS管关闭，因为MOS管相对功能电路拥有很高的关闭电阻，所以功能电路的接地端的电位接近电源电压VDD。
然而，当需要唤醒功能电路的时候，传统的开关电路要把MOS管的漏极从电源电压VDD拉到近地VSS的电平，需要耗时微秒甚至毫秒级的时间，才能将连接功能电路接地端的电容上的电荷放电完毕，存在唤醒时间长的缺点，不便于频繁地进行睡眠唤醒操作。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可减少功能电路唤醒时间的唤醒开关电路终端及终端。
一种唤醒开关电路，包括第一开关电路和第二开关电路，所述第一开关电路包括控制端、输入端和输出端，所述第二开关电路包括第一控制端、第二控制端、输入端和输出端，
所述第一开关电路的控制端用于接收第一控制信号，所述第一开关电路的输入端连接功能电路的接地端，所述第一开关电路的输出端接地；所述第二开关电路的第一控制端用于接收第二控制信号，所述第二开关电路的第二控制端用于接收控制电压，所述第二开关电路的输入端连接所述功能电路的接地端，所述第二开关电路的输出端接地；
所述第一开关电路在所述第一控制信号为第一类型电平时关断；以及在所述第一控制信号为第二类型电平时导通，使所述功能电路的接地端接地；
所述第二开关电路在所述第二控制信号为第一类型电平时关断；在所述第二控制信号为第二类型电平时，根据所述控制电压对所述功能电路的接地端进行钳位；以及在所述第二控制信号为第二类型电平且所述控制电压为零时导通，使所述功能电路的接地端接地。
一种终端，包括功能电路和上述唤醒开关电路，所述功能电路的电源端接入外部电源，所述第一开关电路的输入端和所述第二开关电路的输入端均连接所述功能电路的接地端。
上述唤醒开关电路及终端，在第一控制信号为第一类型电平且第二控制信号为第二类型电平时，第一开关电路关断，第二开关电路根据接入的控制电压对功能电路的接地端进行钳位。当需要唤醒功能电路时，第一控制信号和第二控制信号均为第二类型电平且控制电压为零，第一开关电路和第二开关电路均导通，功能电路的接地端仅需从钳位时的电压开始放电，大大缩短放电时间，减少了功能电路所需唤醒时间，以便于频繁地进行睡眠唤醒操作。
附图说明
图1为一实施例中唤醒开关电路的结构图；
图2为一实施例中唤醒开关电路的原理图。
具体实施方式
一种唤醒开关电路，适用于对终端的功能电路的唤醒操作，终端具体可包括手机、电脑以及可穿戴设备等。如图1所示，唤醒开关电路包括第一开关电路110和第二开关电路120，第一开关电路110包括控制端、输入端和输出端，第二开关电路120包括第一控制端、第二控制端、输入端和输出端。
第一开关电路110的控制端用于接收第一控制信号Act，第一开关电路110的输入端连接功能电路Circuit的接地端，第一开关电路110的输出端接地VSS。第二开关电路120的第一控制端用于接收第二控制信号Act_f，第二开关电路120的第二控制端用于接收控制电压Act_ctl，第二开关电路120的输入端连接功能电路Circuit的接地端，第二开关电路120的输出端接地VSS。功能电路Circuit的电源端接入外部电源VDD。
第一开关电路110在第一控制信号Act为第一类型电平时关断；以及在第一控制信号Act为第二类型电平时导通，使功能电路Circuit的接地端接地。
电平类型具体包括高电平和低电平两种，本实施例中，第一类型电平为低电平，第二类型电平为高电平。可以理解，在其他实施例中，也可以是第一类型电平为高电平，第二类型电平为低电平。第一开关电路110的数量可以是一个也可以是多个。
第二开关电路120在第二控制信号Act_f为第一类型电平时关断；在第二控制信号Act_f为第二类型电平时，根据控制电压Act_ctl对功能电路Circuit的接地端进行钳位；以及在第二控制信号Act_f为第二类型电平且控制电压Act_ctl为零时导通，使功能电路Circuit的接地端接地。
具体地，控制电压Act_ctl可被称为“睡眠深度控制电压”，可根据需要设置为0～VDD之间的值，这个值决定了功能电路Circuit的睡眠深度。根据控制电压Act_ctl对功能电路Circuit的接地端进行钳位，具体可以是直接将功能电路Circuit的接地端钳位到控制电压Act_ctl，也可以是将功能电路Circuit的接地端钳位到控制电压Act_ctl分压后的电压。
上述唤醒开关电路，在第一控制信号Act为第一类型电平且第二控制信号Act_f为第二类型电平时，第一开关电路110关断，第二开关电路120根据接入的控制电压Act_ctl对功能电路Circuit的接地端进行钳位。当需要唤醒功能电路Circuit时，第一控制信号Act和第二控制信号Act_f均为第二类型电平且控制电压Act_ctl为零，第一开关电路110和第二开关电路120均导通，功能电路Circuit的接地端仅需从钳位时的电压开始放电，大大缩短放电时间，减少了功能电路Circuit所需唤醒时间，以便于频繁地进行睡眠唤醒操作。
在一个实施例中，如图2所示，第一开关电路110包括N沟道MOS管MN0，N沟道MOS管MN0的栅极作为第一开关电路110的控制端，接收第一控制信号Act，N沟道MOS管MN0的漏极作为第一开关电路110的输入端，连接功能电路Circuit的接地端，N沟道MOS管MN0的源极作为第一开关电路110的输出端，连接接地端VSS。
可以理解，第一开关电路110的具体结构并不唯一，只需满足在第一控制信号Act为第一类型电平时关断，在第一控制信号Act为第二类型电平时导通即可。
在一个实施例中，第二开关电路120包括第一开关管MN1和第二开关管MP2，第一开关管MN1的控制端作为第二开关电路120的第一控制端，接收第二控制信号Act_f，第一开关管MN1的输入端VSS1连接第二开关管MP2的第一端，第一开关管MN1的输出端作为第二开关电路120的输出端，连接接地端VSS；第二开关管MP2的控制端作为第二开关电路120的第二控制端，接收控制电压Act_ctl，第二开关管MP2的第二端VSS2作为第二开关电路120的输入端，连接功能电路Circuit的接地端。
第一开关管MN1和第二开关管MP2的具体类型并不唯一，本实施例中，第一开关管MN1为N沟道MOS管，栅极作为第一开关管MN1的控制端，漏极作为第一开关管MN1的输入端，源极作为第一开关管MN1的输出端。第二开关管MP2为P沟道MOS管，栅极作为第二开关管MP2的控制端，漏极作为第二开关管MP2的第一端，源极作为第二开关管MP2的第二端。第二开关管MP2具体可采用低阈值电压P沟道MOS管，有比较低的关闭电阻。
第一开关管MN1的作用是为了导通，第二开关管MP2的作用是为了钳位，以保证功能电路Circuit适度的睡眠状态。由于控制电压Act_ctl的点位置可调，可根据使用者的需要调制适当的电位，而最终的钳位电位值由控制电压Act_ctl的电位值和第二开关管MP2的阈值电压控制。
以“0”表示低电平，“1”表示高电平为例，对唤醒开关电路的工作方式进行详细解释说明。唤醒开关电路的工作状态如表1所示。
表1
当功能电路Circuit正常工作时，第一控制信号Act和第二控制信号Act_f全部置为1，控制电压Act_ctl置为0，唤醒开关电路中所有的开关管全部导通。通过第一开关电路110中低阻值的N沟道MOS管导通，使功能电路Circuit的接地端可以有效地保持在近地VSS电位，功能电路Circuit可在VDD～VSS间满幅翻转。
当功能电路Circuit处于适度睡眠状态时，第一控制信号Act置为0，第一开关电路110关断；第二控制信号Act_f置为1，控制电压Act_ctl置为X(比如0.2*VDD)，第一开关管MN1的输入端VSS1被拉到近地VSS，而第二开关管MP2的第二端VSS2受到控制电压Act_ctl的控制，电位被钳至“X-Vth”，其中Vth为第二开关管MP2的阈值电压。第二开关电路120将功能电路Circuit的接地端钳位在“X-Vth”。此时，功能电路Circuit的电源端是VDD，接地端是“X-Vth”，因而漏电几倍地小于所有开关管不关断的状态，大于深度睡眠的状态。
当功能电路Circuit从适度睡眠模式唤醒时，第一控制信号Act和第二控制信号Act_f全部置1，控制电压Act_ctl置0，所有开关电路全部导通。此时，通过所有的开关管，功能电路Circuit的接地端仅需从“X-Vth”电位放电到近低VSS，因而放电时间小于深度睡眠的模式。
当功能电路Circuit处于深度睡眠状态时，第一控制信号Act和第二控制信号Act_f全部置为0，控制电压Act_ctl置1，所有开关管全部关断。功能电路Circuit的接地端被充电至近电源电压VDD的电位，漏电最少。
在一个实施例中，一种终端，包括功能电路和上述唤醒开关电路，功能电路的电源端接入外部电源，第一开关电路的输入端和第二开关电路的输入端均连接功能电路的接地端。终端具体可以是手机、电脑以及可穿戴设备等，功能电路的具体类型并不唯一。
上述终端，当需要唤醒功能电路时，第一控制信号和第二控制信号均为第二类型电平且控制电压为零，第一开关电路和第二开关电路均导通，功能电路的接地端仅需从钳位时的电压开始放电，大大缩短放电时间，减少了功能电路所需唤醒时间，以便于频繁地进行睡眠唤醒操作。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种唤醒开关电路，其特征在于，包括第一开关电路和第二开关电路，所述第一开关电路包括控制端、输入端和输出端，所述第二开关电路包括第一控制端、第二控制端、输入端和输出端，
所述第一开关电路的控制端用于接收第一控制信号，所述第一开关电路的输入端连接功能电路的接地端，所述第一开关电路的输出端接地；所述第二开关电路的第一控制端用于接收第二控制信号，所述第二开关电路的第二控制端用于接收控制电压，所述第二开关电路的输入端连接所述功能电路的接地端，所述第二开关电路的输出端接地；
所述第一开关电路在所述第一控制信号为第一类型电平时关断；以及在所述第一控制信号为第二类型电平时导通，使所述功能电路的接地端接地；
所述第二开关电路在所述第二控制信号为第一类型电平时关断；在所述第二控制信号为第二类型电平时，根据所述控制电压对所述功能电路的接地端进行钳位；以及在所述第二控制信号为第二类型电平且所述控制电压为零时导通，使所述功能电路的接地端接地。
2.根据权利要求1所述的唤醒开关电路，其特征在于，所述第一开关电路包括N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极作为所述第一开关电路的控制端，所述N沟道MOS管的漏极作为所述第一开关电路的输入端，所述N沟道MOS管的源极作为所述第一开关电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的唤醒开关电路，其特征在于，所述第二开关电路包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的控制端作为所述第二开关电路的第一控制端，所述第一开关管的输入端连接所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的输出端作为所述第二开关电路的输出端；所述第二开关管的控制端作为所述第二开关电路的第二控制端，所述第二开关管的第二端作为所述第二开关电路的输入端。
4.根据权利要求3所述的唤醒开关电路，其特征在于，所述第一开关管为N沟道MOS管。
5.根据权利要求3所述的唤醒开关电路，其特征在于，所述第二开关管为P沟道MOS管。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的唤醒开关电路，其特征在于，所述第一类型开关的数量为两个以上。
7.一种终端，其特征在于，包括功能电路和权利要求1-6任意一项所述的唤醒开关电路，所述功能电路的电源端接入外部电源，所述第一开关电路的输入端和所述第二开关电路的输入端均连接所述功能电路的接地端。
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