CN106779018B - 限时存储器和rfid电子标签 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种限时存储器和RFID电子标签，限时存储器包括：串联连接的第一开关和第二开关，二者的公共端连接至第一电容的正极、受控电流发生器的输出端和比较器的输入端，而二者除公共端外的另一端分别接充电电源和地，第一电容的负极接地；第一电容在第一开关闭合时处于充电状态，在第二开关闭合时处于放电状态；第一电容在第一开关和第二开关均断开时均处于放电状态，第一电容的放电电流受寄生泄露电流和受控电流发生器输出的受控放电电流控制，且受控放电电流的维持时间大于第一电容的放电时间；比较器在第一电容的电压值大于预设电压阈值时输出高电平信号否则输出低电平信号，可以有效地满足不同的限时存储需求。
Description
技术领域
本发明涉及无线射频识别技术领域，具体而言，涉及一种限时存储器和RFID标签。
背景技术
目前电子电路具有多种方式存储操作过程中的数据，可大致分两类：第一类是易失性存储器，如动态RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，掉电后数据就会消失；第二类为非易失性存储器，如EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory，电可擦可编程只读存储器)、FLASH(闪存)存储器、光盘或磁介质硬盘等，这些存储器掉电后可几乎无限期(数年至数十年)存储数据。
然而，我们也常遇到如下第三类存储器，可称之为限时存储器，要求电路掉电后仅在特定时间内存储数据。这类存储器可用来存储刚发生的某一特定事件、执行的某一特定动作等，特别是仅需存储数秒或数分钟的几个比特数据位的应用。
例如，在RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)领域，就需要这种限时存储器(也可称之为盘存标记)，在无线射频识别空中接口标准ISO/IEC 18000-63和国家标准GB/T 29768-2013中均提出了这类明确需求。这些标准中不同种类型的限时存储器，具有不同的维持时间需求，比如：(1)一种限时存储器，掉电后至少保持2秒，但未规定最大维持时间；(2)一种限时存储器，掉电后至少保持2秒，但小于80秒；(3)一种限时存储器，掉电后至少保持0.5秒，但小于5秒；(4)一种限时存储器，无论上电与否，至少保持0.5秒，但小于5秒。
上述第一种限时存储器可以简单的通过一个电容实现，电荷存储在电容中，由于电路中的寄生泄漏电流(典型为PN结泄漏电流)放电，如果该电容足够大，则可在寄生泄漏电流最大(即最恶劣)的情况下，确保在最小维持时间(即2秒)内未完成放电，则可以满足该限时存储需求。然而，片上寄生泄漏电流受温度及工艺的影响很大，这意味着采用这种设计时，最大维持时间将很难控制。比如，当工艺泄漏电流很低且在低温工作情况下，最大维持时间可达到数小时乃至数天时间。
而对于第三种和第四种限时存储器的最大维持时间仅为最小维持时间的10倍，而由于受到制造工艺和工作温度的影响，寄生泄漏电流变化程度可能达到10倍乃至更多，所以这两种限时存储器非常难以实现，只有通过额外的工艺控制和校正(或修正)，并限制工作温度范围，也正是因为如此，RFID标准中对限时存储规定的工作温度范围仅为-25℃～40℃，而射频链路频率的工作温度范围规定为-25℃～60℃。
因此，如何使得限时存储器在无需额外工艺控制、校正或修正的情况下，可以使存储的电荷在一定时间内以受控的方式放电，满足不同的放电维持时间需求，进而满足不同的限时存储需求，并能使限时存储器的工作温度范围变得更宽，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的限时存储控制电路，通过使受控电流发生器生成的受控放电电流的维持时间大于第一电容的放电时间，即使第一电容的放电时间在受控放电电流的维持时间范围内处于可控的状态，则可以使得限时存储器在无需额外工艺控制、校正或修正的情况下，可以使存储的电荷在一定时间内以受控的方式放电，满足不同的放电维持时间需求，进而满足不同的限时存储需求，并能使限时存储器的工作温度范围变得更宽。
本发明的另一个目的在于提出了一种具有限时存储控制电路的RFID电子标签。
为实现上述至少一个目的，根据本发明的第一方面，提出了一种限时存储控制电路，包括：第一开关、第二开关、第一电容、受控电流发生器和比较器；其中，所述第一开关和所述第二开关串联连接的公共端连接至所述第一电容的正极、所述受控电流发生器的输出端和所述比较器的输入端，所述第一开关的除所述公共端外的另一端连接至充电电源，所述第二开关的除所述公共端外的另一端接地以及所述第一电容的负极接地；以及所述第一电容在所述第一开关闭合时处于充电状态，在所述第二开关闭合时处于放电状态；所述第一电容在所述第一开关和所述第二开关均断开时均处于放电状态，所述第一电容的放电电流受寄生泄露电流和所述受控电流发生器输出的受控放电电流控制，且所述受控电流发生器输出受控放电电流的维持时间大于所述第一电容的维持时间；所述比较器用于在所述第一电容的电压值大于预设电压阈值时输出高电平信号，以及在所述第一电容的电压值小于或等于所述预设电压阈值时输出低电平信号。
在该技术方案中，当第一开关闭合时由充电电源向第一电容充电，而当第二开关闭合时第一电容处于释放存储的电荷的放电状态，而当有意或系统掉电时，即第一开关和第二开关均断开时，第一电容由于电路中的寄生泄漏电流而缓慢放电，过程中通过比较器根据第一电容的电压值的大小确定并输出限时存储器的盘存标记状态，即当比较器确定第一电容的电压值大于其预设电压阈值时输出的盘存标记状态为高电平信号，否则比较器输出的盘存标记状态为低电平信号，而为了使限时存储器的盘存标记状态由高电平信号变为低电平信号之前保持高电平信号的维持时间符合预期时间，以在无需额外工艺控制、校正或修正的情况下满足不同的限时存储需求，则可以使受控电流发生器在第一开关和第二开关均断开时输出受控放电电流，而第一电容在寄生泄露电流和受控放电电流的控制下输出放电电流，且使受控电流发生器输出受控放电电流的维持时间大于第一电容的放电时间，即大于保持盘存标记状态为高电平信号的时间，如此，则可以使第一电容的放电时间在受控放电电流的维持时间范围内处于可控的状态，即使第一电容存储的电荷在一定时间内以受控的方式放电，以满足不同的放电维持时间需求，同时降低温度变化对限时存储器的限时存储维持时间的影响，即可以使限时存储器的工作温度范围变得更宽。
其中，比较器可以为简单的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)逻辑缓存，即可很好地根据第一电容的电压值实现对限时存储器的盘存标记状态的确定。
根据本发明的上述实施例的限时存储控制电路，还可以具有以下技术特征：
在上述技术方案中，优选地，所述受控电流发生器包括：第三开关、第二电容、第一晶体管、第二晶体管和参考电流发生器；其中，所述第一晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极相连，所述第一晶体管的源极接地、漏极连接至所述参考电流发生器，所述参考电流发生器用于输出参考电流，所述第二晶体管的源极接地、漏极作为所述受控电流发生器的输出端，以及所述第三开关的一端连接至所述参考电流发生器、另一端连接至所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极公共端，所述第二电容的正极连接至所述栅极公共端、负极接地；以及当所述第三开关闭合时，所述第二电容充电；当所述第三开关断开时，所述第二电容在寄生泄漏电流的作用下完成放电之前，输出所述受控放电电流。
在该技术方案中，受控电流发生器具体可以通过第二电容存储电荷并在电路掉电后受寄生泄漏电流影响逐渐耗尽存储的电荷的方式输出受控放电电流，如此则可以通过优选第二电容的尺寸使其维持时间大于第一电容的放电时间，以使第一电容的放电在受控放电电流的维持时间范围内均处于受控状态，满足相应的限时存储需求；具体地，当第三开关闭合时，第一晶体管和第二晶体管构成的镜像电流器以镜像参考电流发生器输出的参考电流，则此时流经第一晶体管和第二晶体管的电流相同且二者的栅极电压相同，且处于充电状态的第二电容的电压值与上述栅极电压相同，而当第三开关断开时，第二电容开始缓慢放电，而第二晶体管的栅极电压在第三开关断开仍可保持一段时间，以继续输出受控放电电流，其对第一电容进行放电，并使受控放电电流的维持时间大于所需的限时存储器的最大维持时间。
在上述任一技术方案中，优选地，所述参考电流发生器包括至少一级镜像电流器，所述至少一级镜像电流器输出的镜像电流作为所述参考电流输入所述第一晶体管的漏极。
在该技术方案中，用于产生对第二电容进行充电的参考电流的参考电流发生器生成可以包括一级或多级镜像电流器，即通过至少一级镜像电流器的镜像将输入的参考电流转换为可以使第二电容在电路掉电后输出维持时间大于第一电容的放电时间的受控放电电流。
其中，参考电流发生器的输入电流具体通过一个电阻或带隙基准来实现。
在上述任一技术方案中，优选地，所述至少一级参考电流发生器包括第一级镜像电流器和第二级镜像电流器；其中，所述第一级镜像电流器用于对所述输入电流进行镜像输出第一镜像电流，以及所述第二级镜像电流器用于对所述第一镜像电流进行镜像输出第二镜像电流。
在该技术方案中，可以通过包括两个镜像电流器的参考电流发生器将输入电流转换为参考电流，其中第一级镜像电流器对输入电流进行镜像输出的第一镜像电流输入与其串联连接的第二级镜像电流器，具体地可以将镜像后输出的第二镜像电流作为参考电流输入受控电流发生器中，以得到满足第二电容的放电维持时间需求的产生受控放电电流的参考电流，具体可以通过调节镜像电流器中的晶体管的沟道宽和长的比例控制缩放电流。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一电容以电流源的方式进行放电和充电。
在该技术方案中，当参考电流发生器包括两级镜像电流器时，第一电容在第二开关闭合时处于放电状态的放电电流可以由第一级镜像电流器镜像输入电流生成，即将第一镜像电流作为该放电电流，经而将使比较器输出的盘存标记状态为低电平信号，以及第一电容在第一开关闭合时处于充电状态的充电电源可以由经第一级镜像电流器和第二级镜像电流器二次镜像输入电流生成，即将第二镜像电流作为该充电电源，如此，通过使用经镜像输入电流后得到的电流源对第一电容进行充放电，可以有效地避免采用电压源进行充放电时带来的浪涌电流，以提高限时存储器的安全可靠性。
在上述任一技术方案中，优选地，当所述第一电容有多个时，所述受控电流发生器中对应的包括多个所述第二晶体管，以及所述第一晶体管与每个所述第二晶体管构成一个镜像电流器。
在该技术方案中，当需要多个不同维持时间的限时存储时，需要对应地配备多个第一电容，但可以共用一个第二电容，而受控电流发生器输出的对应的受控放电电流，可以通过多个第二晶体管分别与第一晶体管构成的镜像电流器镜像参考电流的方式实现。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一开关包括第一与非门和第五晶体管，所述第一与非门的输出端连接至所述第五晶体管的栅极，当所述第一与非门输出高电平信号时所述第五晶体管导通，以及当所述第一与非门输出低电平信号时所述第五晶体管断开；所述第二开关包括第二与非门和第六晶体管，所述第二与非门的输出端连接至所述第六晶体管的栅极，当所述第二与非门输出高电平信号时所述第六晶体管导通，以及当所述第二与非门输出低电平信号时所述第六晶体管断开。
在该技术方案中，限时存储器的第一开关和第二开关可以以与非门和晶体管组合的形式实现，对于第一开关，当第一与非门的上电复位信号和置位信号均为高电平信号时第五晶体管导通，以对第一电容进行充电，对于第二开关，当第二与非门的上电复位信号和清除信号均为高电平时第六晶体管导通，以使第一电容放电；而对于第一开关和第二开关，当第一与非门和第二与非门的上电复位信号均为低电平时，第五晶体管和第六晶体管均截止断开，第一电容以受控放电电流为受控速率进行放电，暂时保留第一电容存储的电荷，以在受控的时间内保持比较器输出的盘存标记状态不变。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第三开关包括连接至上电复位电路的第七晶体管，所述上电复位电路的输出端连接至所述第七晶体管的栅极，当所述上电复位电路输出高电平信号时所述第七晶体管导通，以及当所述上电复位电路输出低电平信号时所述第七晶体管断开。
在该技术方案中，受控电流发生器的第三开关具体可以包括连接到上电复位电路的晶体管，当该上电复位电路输出高电平信号时晶体管导通，开始对第二电容进行充电，而当该上电复位电路输出低电平信号时晶体管截止断开第二电容开始向第一电容释放受控放电电流，以使第一电容的放电在第二电容的维持时间范围内均处于受控状态，满足相应的限时存储需求。
在上述技术方案中，为了实现不同维持时间需求的多种限时存储，可以调整第一电容的大小或者调整受控放电电流的大小(比如调整第二电容的大小)，即通过不同的第一电容和第二电容的搭配满足不同的限时存储需求。在上述任一技术方案中，优选地，所述预设电压阈值的取值范围为0V～1V。
在该技术方案中，通过将比较器的门限预设电压阈值设置在接近0V的电平，可以提高限时存储器维持时间的动态范围，并减少第二电容的体积，以占用最小的空间，节省成本。
根据本发明的第二方面，提出了一种RFID电子标签，包括：如上技术方案中任一项所述的限时存储器。
在该技术方案中，通过使该限时存储器中受控电流发生器生成的受控放电电流的维持时间大于第一电容的放电时间，即使第一电容的维持时间在受控放电电流的放电时间范围内处于可控的状态，则可以使得限时存储器在无需额外工艺控制、校正或修正的情况下，可以使存储的电荷在一定时间内以受控的方式放电，满足不同的放电维持时间需求，进而满足不同的限时存储需求，并能使限时存储器的工作温度范围变得更宽。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1示出了本发明的实施例的限时存储器的示意框图；
图2示出了本发明的第一实施例的限时存储器的电路原理示意图；
图3示出了本发明的第一实施例的受控电流发生器的电路原理示意图；
图4示出了参考电流发生器的电路原理示意图；
图5示出了本发明的第二实施例的受控电流发生器的电路原理示意图；
图6示出了本发明的第三实施例的受控电流发生器的电路原理示意图；
图7示出了本发明的第二实施例的限时存储器的电路原理示意图。
具体实施方式
为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合图1至图7对本发明的实施例的限时存储器进行说明。
如图1所示，根据本发明的实施例的限时存储器10，包括：第一开关102、第二开关104、第一电容106、受控电流发生器108和比较器110。
其中，所述第一开关102和所述第二开关104串联连接的公共端连接至所述第一电容106的正极、所述受控电流发生器108的输出端和所述比较器110的输入端，所述第一开关102的除所述公共端外的另一端连接至充电电源，所述第二开关104的除所述公共端外的另一端接地以及所述第一电容106的负极接地；以及所述第一电容106在所述第一开关102闭合时处于充电状态，在所述第二开关104闭合时处于放电状态；所述第一电容106在所述第一开关102和所述第二开关104均断开时均处于放电状态，所述第一电容106的放电电流受寄生泄露电流和所述受控电流发生器108输出的受控放电电流控制，且所述受控电流发生器108输出受控放电电流的维持时间大于所述第一电容106的维持时间；所述比较器110用于在所述第一电容106的电压值大于预设电压阈值时输出高电平信号，以及在所述第一电容106的电压值小于或等于所述预设电压阈值时输出低电平信号。
在该实施例中，具体电路原理如图2所示，当第一开关102闭合时由充电电源向第一电容106充电，而当第二开关104闭合时第一电容106处于释放存储的电荷的放电状态，而当有意或系统掉电时，即第一开关102和第二开关104均断开时，第一电容106由于电路中的寄生泄漏电流I1而缓慢放电，过程中通过比较器110根据第一电容106的电压值的大小确定并输出限时存储器的盘存标记状态，即当比较器110确定第一电容106的电压值大于其预设电压阈值时输出的盘存标记状态为高电平信号(比如“1”)，此时第一电容处于充电状态，否则比较器110输出的盘存标记状态为低电平信号(比如“0”)，此时第一电容处于放电状态，而为了使限时存储器的盘存标记状态由高电平信号变为低电平信号之前保持高电平信号的维持时间符合预期时间，以在无需额外工艺控制、校正或修正的情况下满足不同的限时存储需求，则可以使受控电流发生器108在第一开关102和第二开关104均断开时输出受控放电电流，而第一电容106在寄生泄露电流和受控放电电流的控制下输出放电电流，且使受控电流发生器108输出受控放电电流的维持时间大于第一电容106的放电时间，即大于保持盘存标记状态为高电平信号的时间，如此，则可以使第一电容106的放电时间在受控放电电流的维持时间范围内处于可控的状态，即使第一电容106存储的电荷在一定时间内以受控的方式放电，以满足不同的放电维持时间需求，同时降低温度变化对限时存储器的限时存储维持时间的影响，即可以使限时存储器的工作温度范围变得更宽。
其中，比较器110可以为简单的CMOS逻辑缓存，即可很好地根据第一电容106的电压值实现对限时存储器的盘存标记状态的确定。
进一步地，在上述实施例中，所述受控电流发生器108包括：第三开关1080、第二电容1082、第一晶体管1084、第二晶体管1086和参考电流发生器1088，如图3所示。
其中，所述第一晶体管1084的栅极与所述第二晶体管1086的栅极相连，所述第一晶体管1084的源极接地、漏极连接至所述参考电流发生器1088，所述参考电流发生器1088用于输出参考电流，所述第二晶体管1086的源极接地、漏极作为所述受控电流发生器108的输出端，以及所述第三开关1080的一端连接至所述参考电流发生器1088、另一端连接至所述第一晶体管1084和所述第二晶体管1086的栅极公共端，所述第二电容1082的正极连接至所述栅极公共端、负极接地；以及当所述第三开关1080闭合时，所述第二电容1082充电；当所述第三开关1080断开时，所述第二电容1082在寄生泄漏电流的作用下完成放电之前，输出所述受控放电电流。
在该实施例中，受控电流发生器108具体可以通过第二电容1082存储电荷并在电路掉电后受寄生泄漏电流I2影响逐渐耗尽存储的电荷的方式输出受控放电电流IC，如此则可以通过优选第二电容1082的尺寸使其维持时间大于第一电容106的放电时间，以使第一电容106的放电在第二电容1082的维持时间范围内均处于受控状态，满足相应的限时存储需求；具体地，当第三开关1080闭合时，第一晶体管1084和第二晶体管1086构成的镜像电流器以镜像参考电流发生器1088输出的参考电流，则此时流经第一晶体管1084和第二晶体管1086的电流相同且二者的栅极电压相同，且处于充电状态的第二电容1082的电压值与上述栅极电压相同，而当第三开关1080断开时，第二电容1082开始缓慢放电，而第二晶体管1086的栅极电压在第三开关1080断开仍可保持一段时间，以继续输出受控放电电流IC，其对第一电容106进行放电，并使受控放电电流Ic的维持时间大于所需的限时存储器的最大维持时间，基于此，可以确定一个具有足够大的电荷容量的第二电容1082。
进一步地，在实际设计中可使受控放电电流刚开始时较高，但整个维持时间内的平均受控放电电流满足电路系统需求。
进一步地，如图图4至图6所示，在上述任一实施例中，所述参考电流发生器1088包括至少一级镜像电流器，所述至少一级镜像电流器输出的镜像电流作为所述参考电流输入输入所述第一晶体管1084的漏极。
在该实施例中，用于产生对第二电容进行充电的参考电流的参考电流发生器1088生成可以包括一级或多级镜像电流器，即通过至少一级镜像电流器的镜像将输入电流转换为可以使第二电容在电路掉电后输出维持时间大于第一电容的放电时间的受控放电电流。
进一步地，在上述实施例中，每级镜像电流器包括第三晶体管P1和第四晶体管P2，第三晶体管P1的栅极连接至第四晶体管P2的栅极，第三晶体管P1的源极和第四晶体管P2的源极均接地，第三晶体管P1的漏极用于接收电流以及第四晶体管P2的漏极用于输出电流，如图4和图5所示。
其中，参考电流发生器1088的输入电流112具体通过一个电阻或带隙基准来实现。
进一步地，在上述任一实施例中，如图4、图5和图6所示，所述至少一级镜像电流器包括第一级镜像电流器10882和第二级镜像电流器10884。
其中，所述第一级镜像电流器10882用于对所述输入电流112进行镜像，输出第一镜像电流，以及所述第二级镜像电流器10884用于对所述第一镜像电流进行镜像输出第二镜像电流。
在该实施例中，可以通过包括两个镜像电流器的参考电流发生器1088将输入电流112转换为参考电流，其中第一级镜像电流器10882对输入电流112进行镜像输出的第一镜像电流输入与其串联连接的第二级镜像电流器10884，并将镜像后输出的第二镜像电流作为参考电流输入受控电流发生器108中，以得到满足第二电容1082的放电维持时间需求的产生受控放电电流的参考电流，具体可以通过调节镜像电流器中的晶体管的沟道宽和长的比例控制缩放电流。
如图4所示，通过控制第三晶体管P1和第四晶体管P2的沟道宽和长的比例，可使得电流镜像比例为10:1，则如果输入电流112为1μA，那么第一级镜像电流器10882的第三晶体管P1和第四晶体管P2产生的镜像电流则为100nA。
进一步地，如图5所示，通过调节镜像电流器中的晶体管的沟道宽和长的比例，第一镜像电流通过第一级镜像电流器10882以100:1的比例镜像输入电流112产生，并经过第二级镜像电流器10884和第一晶体管1084和第二晶体管1086构成的镜像电流器两次镜像，每次比例均为100:1，则最终的电流缩放比例总范围为1000000:1，这样如果输入电流112为1μA，则当第三开关1080中的晶体管导通时，受控放电电流IC1为1pA；而需要实现多个限时存储，则受控放电电流可以通过镜像产生，如图中所示的受控放电电流IC2。
另外，需要说明的是，实际的晶体管尺寸应当根据生产工艺及限时存储的维持时间范围进行调整。
进一步地，在上述实施例中，如图5和6所示，寄生泄漏电流主要包括图中所示的电流I3、I4、I5，这些电流分别由第二级镜像电流器10884中的晶体管P2、第一晶体管1084和第二晶体管1086的通道泄漏产生，同时也由流经这三个晶体管反向偏置漏极结的寄生泄漏电流产生。流经第一晶体管1084的电流会由第二晶体管1086镜像产生，等于镜像的第二级镜像电流器10884中的晶体管P2的电流加上寄生泄漏电流I3并减去寄生泄漏电流I4的值。总的放电电流等于第二晶体管1086的镜像电流减去寄生泄漏电流I5。如果通过增加第二级镜像电流器10884中的晶体管P2的镜像电流以补偿寄生泄漏电流I4，则可以减小总寄生泄漏电流波动范围。可以通过调整晶体管第二级镜像电流器10884中的晶体管P2和第一晶体管1084的通道宽度和漏极面积，使得寄生泄漏电流I3最小，同时使寄生泄漏电流I4是寄生泄漏电流I5的100倍，并使第二级镜像电流器10884中的晶体管P2的镜像电流等于最差情况下的寄生泄漏电流I4加上需要的镜像电流。需要说明的是，寄生泄漏电流补偿需要针对最高工作温度的极限情况。
进一步地，在上述任一实施例中，如图4至图7所示，所述第一电容106以电流源的方式进行放电和充电。
在该实施例中，当参考电流发生器1088包括两级镜像电流器时，第一电容106在第二开关104闭合时处于放电状态的放电电流可以由第一级镜像电流器10882镜像输入电流112生成，即将第一镜像电流作为该放电电流，经而将使比较器110输出的盘存标记状态为低电平信号，以及第一电容106在第一开关102闭合时处于充电状态的电流充电可以由经第一级镜像电流器10882和第二级镜像电流器10884二次镜像输入电流112生成充电电源，如此，通过使用经镜像输入电流112后得到的电流源对第一电容106进行充放电，可以有效地避免采用电压源进行充放电时带来的浪涌电流，以提高限时存储器的安全可靠性。
进一步地，在上述任一实施例中，当所述第一电容106有多个时，所述受控电流发生器108中对应的包括多个所述第二晶体管1086，以及所述第一晶体管1084与每个所述第二晶体管1086构成一个镜像电流器。
在该实施例中，当需要多个不同维持时间的限时存储时，需要对应地配备多个第一电容106，但可以共用一个第二电容1082，而受控电流发生器108输出的对应的受控放电电流，可以通过多个第二晶体管1086分别与第一晶体管1084构成的镜像电流器镜像参考电流的方式实现，如图5所示，包括两个第二晶体管1086’和1086”，分别产生连个受控放电电流IC1和IC2。
进一步地，在上述任一实施例中，如图7所示，所述第一开关102包括第一与非门和第五晶体管，所述第一与非门的输出端连接至所述第五晶体管的栅极，当所述第一与非门输出高电平信号时所述第五晶体管导通，以及当所述第一与非门输出低电平信号时所述第五晶体管断开；所述第二开关104包括第二与非门和第六晶体管，所述第二与非门的输出端连接至所述第六晶体管的栅极，当所述第二与非门输出高电平信号时所述第六晶体管导通，以及当所述第二与非门输出低电平信号时所述第六晶体管断开。
在该实施例中，限时存储器10的第一开关102和第二开关104可以以与非门和晶体管组合的形式实现，对于第一开关102，当第一与非门的上电复位信号和置位信号(S，SET)均为高电平信号时第五晶体管导通，以对第一电容106进行充电，对于第二开关104，当第二与非门的上电复位信号和清除信号(C，CLEAR)均为高电平时第六晶体管导通，以使第一电容106放电；而对于第一开关102和第二开关104，当第一与非门和第二与非门的上电复位信号均为低电平时，第五晶体管和第六晶体管均截止断开，第一电容106以受控放电电流为受控速率进行放电，暂时保留第一电容106存储的电荷，以在受控的时间内保持比较器110输出的盘存标记状态不变。
进一步地，在上述任一实施例中，如图5和图6所示，所述第三开关1080包括连接至上电复位电路的第七晶体管，所述上电复位电路的输出端连接至所述第七晶体管的栅极，当所述上电复位电路输出高电平信号时所述第七晶体管导通，以及当所述上电复位电路输出低电平信号时所述第七晶体管断开。
在该实施例中，受控电流发生器108的第三开关1080具体可以包括连接到上电复位电路的晶体管，当该上电复位电路输出高电平信号时晶体管导通，开始对第二电容1082进行充电，而当该上电复位电路输出低电平信号时晶体管截止断开第二电容1082开始向第一电容106释放受控放电电流，以使第一电容106的放电在第二电容1082的维持时间范围内均处于受控状态，满足相应的限时存储需求。
在上述技术方案中，为了实现不同维持时间需求的多种限时存储，可以调整第一电容106的大小或者调整受控放电电流的大小(比如调整第二电容1082的大小)，即通过不同的第一电容106和第二电容1082的搭配满足不同的限时存储需求。
进一步地，在上述任一实施例中，所述预设电压阈值的取值范围为0V～1V，即通过将比较器110的门限预设电压阈值设置在接近0V的电平，可以提高限时存储器维持时间的动态范围，并减少第二电容1082的体积，以占用最小的空间，节省成本。
在上述任一实施例中，为了最小化限时存储器10的空间需求，受控放电电流需要做到非常小，与寄生泄漏电流处于同一数量级。如果受控放电电流和最大情况(极端温度下，即最高温度下)的寄生泄漏电流一样大，则为了满足最小维持时间需求，第一电容需要增大一倍。然而，此时最大维持时间仅为最小维持时间的一倍(在寄生泄漏电流非常低的情况下，如低温情况)。根据最小维持时间和最大维持时间的比例，受控放电电流可以小于最大情况下的寄生泄漏电流，从而可以大大降低空间需求。举例来讲，当最大维持时间是最小维持时间的10倍时，受控放电电流可以缩小为最大情况下的寄生泄漏电流的10％，这样，电容尺寸仅需要比原来增加10％。进一步地，在产生受控电流时，通过对寄生泄漏电流补偿，还可以进一步减小最小保持时间和最大保持时间的区间范围。
作为本发明的一个实施例，可以将上述限时存储器10应用于RFID电子标签中，该RFID电子标签通过使该限时存储器10中受控电流发生器生成的受控放电电流的维持时间大于第一电容的放电时间，即使第一电容的放电时间在受控放电电流的维持时间范围内处于可控的状态，则可以使得限时存储器在无需额外工艺控制、校正或修正的情况下，可以使存储的电荷在一定时间内以受控的方式放电，满足不同的放电维持时间需求，进而满足不同的限时存储需求，并能使限时存储器的工作温度范围变得更宽。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，与单独采用寄生泄漏电流进行电容放电的实施方式的限时存储相比，限时存储的维持时间可以得到更好的控制；而且，主要取决于限时存储的维持时间最大值和最小值需求，和通常实施方式相比，空间需求仅需增加很小一部分；另外，任何时候都不存在电流浪涌。
通过使受控电流发生器生成的受控放电电流的维持时间大于第一电容的放电时间，即使第一电容的放电时间在受控放电电流的维持时间范围内处于可控的状态，给第一电容以预期的低速率进行放电，则可以使得限时存储器在无需额外工艺控制、校正或修正的情况下，可以使存储的电荷在一定时间内以受控的方式放电，满足不同的放电维持时间需求，进而满足不同的限时存储需求，并能使限时存储器的工作温度范围变得更宽。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种限时存储器，其特征在于，包括：第一开关、第二开关、第一电容、受控电流发生器和比较器；
其中，所述第一开关和所述第二开关串联连接的公共端连接至所述第一电容的正极、所述受控电流发生器的输出端和所述比较器的输入端，所述第一开关的除所述公共端外的另一端连接至充电电源，所述第二开关的除所述公共端外的另一端接地以及所述第一电容的负极接地；以及
所述第一电容在所述第一开关闭合时处于充电状态，在所述第二开关闭合时处于放电状态；
所述第一电容在所述第一开关和所述第二开关均断开时均处于放电状态，所述第一电容的放电电流受寄生泄露电流和所述受控电流发生器输出的受控放电电流控制，且所述受控电流发生器输出所述受控放电电流的维持时间大于所述第一电容的放电时间；
所述比较器用于在所述第一电容的电压值大于预设电压阈值时输出高电平信号，以及在所述第一电容的电压值小于或等于所述预设电压阈值时输出低电平信号；
所述第一开关包括第一与非门和第五晶体管，所述第一与非门的输出端连接至所述第五晶体管的栅极，当所述第一与非门输出高电平信号时所述第五晶体管导通，以及当所述第一与非门输出低电平信号时所述第五晶体管断开；
所述预设电压阈值的取值范围为0V～1V。
2.根据权利要求1所述的限时存储器，其特征在于，所述受控电流发生器包括：第三开关、第二电容、第一晶体管、第二晶体管和参考电流发生器；
其中，所述第一晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极相连，所述第一晶体管的源极接地、漏极连接至所述参考电流发生器，所述参考电流发生器用于输出参考电流，所述第二晶体管的源极接地、漏极作为所述受控电流发生器的输出端，以及所述第三开关的一端连接至所述参考电流发生器、另一端连接至所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极公共端，所述第二电容的正极连接至所述栅极公共端、负极接地；以及
当所述第三开关闭合时，所述第二电容充电；
当所述第三开关断开时，所述第二电容在寄生泄漏电流的作用下完成放电之前，输出所述受控放电电流。
3.根据权利要求2所述的限时存储器，其特征在于，所述参考电流发生器包括至少一级镜像电流器，所述至少一级镜像电流器输出的镜像电流作为所述参考电流输入所述第一晶体管的漏极。
4.根据权利要求3所述的限时存储器，其特征在于，所述至少一级镜像电流器包括第一级镜像电流器和第二级镜像电流器；
其中，所述第一级镜像电流器用于对输入电流进行镜像输出第一镜像电流，以及所述第二级镜像电流器用于对所述第一镜像电流进行镜像输出第二镜像电流。
5.根据权利要求4所述的限时存储器，其特征在于，所述第一电容以电流源的方式进行放电和充电。
6.根据权利要求2所述的限时存储器，其特征在于，
当所述第一电容有多个时，所述受控电流发生器中对应的包括多个所述第二晶体管，以及所述第一晶体管与每个所述第二晶体管构成一个镜像电流器。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的限时存储器，其特征在于，
所述第二开关包括第二与非门和第六晶体管，所述第二与非门的输出端连接至所述第六晶体管的栅极，当所述第二与非门输出高电平信号时所述第六晶体管导通，以及当所述第二与非门输出低电平信号时所述第六晶体管断开。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的限时存储器，其特征在于，
所述第三开关包括连接至上电复位电路的第七晶体管，所述上电复位电路的输出端连接至所述第七晶体管的栅极，当所述上电复位电路输出高电平信号时所述第七晶体管导通，以及当所述上电复位电路输出低电平信号时所述第七晶体管断开。
9.一种RFID电子标签，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的限时存储器。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387882A (en) * | 1992-06-15 | 1995-02-07 | U.S. Philips Corporation | Switched capacitor charge pump and sawtooth oscillator using same |
| CN101093983A (zh) * | 2006-06-21 | 2007-12-26 | 夏普株式会社 | 比较电路和红外线接收机 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387882A (en) * | 1992-06-15 | 1995-02-07 | U.S. Philips Corporation | Switched capacitor charge pump and sawtooth oscillator using same |
| CN101093983A (zh) * | 2006-06-21 | 2007-12-26 | 夏普株式会社 | 比较电路和红外线接收机 |
| CN101387894A (zh) * | 2008-10-07 | 2009-03-18 | 深圳市矽普特科技有限公司 | 一种偏置电流产生电路及运算放大器 |
| CN102394608A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-03-28 | 上海复旦微电子集团股份有限公司 | 振荡器电路 |
| CN106209027A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 珠海全志科技股份有限公司 | 张弛振荡器及单片集成芯片 |
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